Источник питания постоянного напряжения с защитой

 

(72) Авторы изобретения

А. А. Махно и А. И. Illaxos (71) Заявитель (5Ф) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

С ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к электро-, технике, а именно к стабилизированным преобразователям напряжения, и может найти применение в источниках электропитания средств вычислительS ной техники и радиоэлектронной аппаратуры.

Известно устройство, .исключающее . всплески тока по силовым транзисторам и перенапряжение на выходе преобразователя при включении питания(1).

Недостатком .указанного устройства является перевод силовых транзисторов с ключевого в линейный режим при включении питания, что приводит . к снижению надежности источника питания.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, который 2о снабжен дополнительным конденсатором, включенным параллельно стабилитрону источника опорного напряжения 2).

2 ,Недостатком указанного устройства является то, что при включении питания до момента появления напряжения на выходе источника питания, силовые транзисторы оказываются полностью открытыми и в них наблюдаются броски тока коллектооа.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является источник питания с защитой от прерывания и понижения напряжения, который содержит преобразователь постоянного напряжения, включенный между входными и выходными клеммами, с блоком управления, включающим задающий генератор, усиЛитель обратной связи, аиротноимпульсный модулятор, а также узел контроля включения, выполненный на оптронном ключе соединенный с выходными клеммами, подключенные выходами к соответствующему выводу блока управления узлы защиты от понижения и повыаения выходного напряжения, 94368 выполненные на ключевых элементах, и включенные в выходные цепи двухраэнополярных источников стабильного напряжения, общей шиной связанные с отрицательной выходной клеммой (3).

Недостатками известного устройства являются сложность схемы и наличие бросков при включении источника.

Целью изобретения является повышение надежности путем устранения 1ф перенапряжения на выходе.

Цель достигается тем, что в источник питания с защитой в цепь пи-. тания усилителя обратной связи введен транзистор, коллектором соеди- 1S ненный с выходом источника стабильного напряжения положительной поляр" ности, эмиттером — с цепью питания усилителя обратной связи, а баэойчерез введенный первый резистор со уе входом источника стабильного напряжения положительной полярности и через введенные последовательно соединенные второй резистор и конденсатор - с выходом источника стабильного 2з напряжения отрицательной полярности, узлы защиты от понижения и повышения выходного напряжения выполнены на двух транзисторах различного типа проводимости и двух ограничительных « в резисторах, а делитель эталонного напряжения узла защиты от понижения напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, подключен параллельно входу усилителя обратной связи по цепи питания, средняя точка делителя эталонного напряжения соединена с катодом введенного диода и эмиттером р-и-р-транзистора узла защиты от понижения напряжения, база которого через первый ограничительный резистор соединена с положительной выходной клеммой, анод диода соединен с отрицательной выходной клеммой, а змиттер и-р-и45 транзистора через второй ограничительный резистор соединен со входом введенного узла отключения широтноимпульсного модулятора, выходом подключенного к управляющему входу последнего.

На чертеже представлена схема препредлагаемого устройства.

Устройство содержит входной выпрямитель с фильтром 1, преобраэова- N тель напряжения 2, блок управления, в который входит задающий генератор

3, усилитель обратной связи 4, широт-

4 ф но-импульсный модулятор 5, узел контроля включения 6, узлы защиты от повышения 7 и понижения 8 выходного напряжения, узел отключения широтноимпульсного модулятора 9, введенный транзистор 10, источники стабильного напряжения отрицательной 11 и положительной 12 полярности, получаемые соответственно от нестабильных источников напряжения 13 и 14, цепочку, состоящую из последовательно соединенных введенных первого 15 и второго 16 резисторов и конденсатора 17.

Схема защиты от понижения напряжения состоит из делителя напряжения 18, транзистора 19 р-п-р-проводимости, транзистора 20 п-р-п-проводимости, диода 21 и ограничительных резисторов 22 и 23.

Устройство работает следующим образом.

При подаче входного переменного напряжения включается задающий генератор 3 и обеспечивает на своем выходе нестабильное напряжение отрицательной 13 и положительной 14 полярности. В первый момент времени кон.денсатор 17 разряжен и на эмиттере транзистора 10 обеспечивается небольшой отрицательный потенциал относительно общего провода. Это приводит к тому, что на выходе широтно-импульсного модулятора 5 отсутствуют импульсы и преобразователь напряжения 2 выключен. По мере заряда конденсатора 17 от источника положительного 14 напряжения потенциал эмиттера также увеличивается. Это приводит к появлению на выходе широтно-импульсного модулятора импульсов, постепенно расширяющихся по длительности. Постепенное расширение по длительности импульсов приводит к плавному запуску преобразователя 2 напряжения и исключает его перегрузку. Как только выходное напряжение источника питания достигает заданной величины, дальнейшее поддержание его в заданных пределах осуществляется с помощью усилителя обратной связи 4. Узел включения 6 выдает информацию потребителю о появлении напряжения на выходе источника питания.

Узел защиты от повышения напряжения 7 оказывается готовым к работе сразу после появления напряжений 13 и 14,. узел защиты от понижения напряжения 8 не может сработать в первый

943684 момент времени, так как эталонное напряжение, получаемое с делителя напряжения 18, оказывается запирающим для транзистора 19. По мере заряда конденсатора 17 повышается и íà- s пряжение на делителе 18.

Появление напряжения на делителе напряжения 18 запаздывает на некоторое время по сравнению с выходным., Это явление объясняется тем, что при половинном напряжении питания, усилитель обратной связи 4 обеспечивает номинальное выходное напряжение, в узел защиты от понижения 8 оказывается подготовленным к работе только 15 после полного заряда конденсатора 17.

Диод 21 в исходном состоянии закрыт, При аварийной ситуации в случае понижения напряжения на выходе источника питания транзистор 19 открыва- 20 ется. Это приводит к открытию транзистора 20. Ток, протекающий по транзисторам 19 и 20, приводит к резкому понижению напряжения на эмиттере транзистора 19. Это приводит к аткры-И ванию диода 21, при этом делитель напряжения 18, не оказывает влияние на величину тока, протекающего по транзисторам 19 и 20. Для исключения влияния нагрузки на работу тран- 30 зистора 19 используются ограничительные резисторы 22 и 23.

Узлы защиты от повышения и понижения напряжения воздействуют на узел отключения широтно-импульсного модулятора, который, в свою очередь, отключает широтно-импульсный модулятор

5 и узел контроля включения, выдающий информацию потребителю о наличии выходного напряжения. Таким образом, 4р устройство позволяет устранить перенапряжение на выходе и тем самым повысить надежность устройства.

Формула изобретения

1. Источник питания постоянного напряжения с защитой, содержащий преобразователь постоянного напряжения, 5О включенный между входными и выходными клеммами, с блоком управления, включающим задающий генератор, усилитель обратной связи, широтно-импульсный модулятор, а также узел кон55 троля включения, выполненныи íà оп-. тронном ключе и соединенный с выходными клеммами, подключенные выходами . к соответствующему выводу блока управления, узлы защиты от понижения и повышения выходного напряжения, выполнен" ные на ключевых элементах и включенные в выходные цепи двух разнополярных источников стабильного напряжения, общей шиной соединенные с отри-. цательной выходной клеммой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения перенапряжений на выходе, в цепь питания усилителя обратной связи введен транзистор, коллектором соединенный с выходом источника стабильного напряжения положительной полярнос ти,эмиттером - с цепью питания усилителя обратной связи, а базой через введенный первый резистор - с входом источника стабильного напряжения положительной nonRpHocTN и через введенные последовательно соединенные второй резистор и конденсатор — с выходом источника стабильного напряжения отрицательной полярности.

2. Источник питания по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це лью упрощения, узлы защиты от понижения и повышения выходного напряжения выполнены на двух транзисторах различного типа проводимости.и двух ограничительных резисторах, а делитель эталонного напряжения узла защиты от понижения напряжения, состоящий иэ двух последовательно соединенных резисторов, подключен параллельно входу усилителя обратной связи по цепи питания, средняя точка дели-. теля соединена с катодом введенного диода и эмиттером р-и-р-транзистора узла защиты от понижения напряжения, база которого через первый ограничительный резистор соединена с положительной выходной клеммой, анод диода. соединен с отрицательной выходной клеммой, а эмиттер и-р-п-транзистора через второй ограничительный резистор соединен с входом введенного уз ла отключения широтно-импульсного модулятора, выходом подключенного к управляющему входу последнего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 680120, кл. Н 02 И 3/335, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР 535559, кл. G 05 F l/56, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

N 748387, кл. G 05 F 1/58, 1980.

943684

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5107/54 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Хлебников

Редактор Л. Повхан Техред Т; Маточка Корректор Г. Решетник