Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<и>951271 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

51)М Кп 3

G 05 F 1/58 (22) Заявлено 111130 (21)3002945/24-07 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150Ь82. Бюллетень №30

)53) УДК 621. 316 ..722.1(088.8) Дата опубликования описания 150882 (72) Авторы изобретения

В.Г. Удовенко и О.А. Прудников

1 ч „„ИМЕЮЮ- 1Ч

1 ю д г; нфдффф,фей

ЬЯЪ 1 NK> i " h. (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЭАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может, быть использовано в ис точ. .Аках электропитания электро-.и радиоустройств, а также приборов и систем автоматики, связи, телемеханики.

Известен стабилизатор напряжения с защитой, содержащий узел защиты триггерного типа 11 1.

Недостатком данного устройства является низкая сложность устройства защиты и отсутствие автовозврата в исходный режим после снятия . перегрузки.

Наиболее близким по своей техничес- 15 кой сущности к данному изобретению является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательный регулирующий элемент, узел сравнения, входами подключенный к выходным выводам, усилитель постоянного тока, входы которого по-отдельности соединены с выходами узла сравнения, а выход — с управляющим входом регулирующего элемента, два разнопо- 25 лярных источника питания, подключенных относительно выходного вывода к питающим вйводам усилителя, причем один непосредственно, а другой — с отпирающей для регулирующего элемен- 30 та полярностью напряжения — через транзисторный ключ (2).

Недостатком известного стабилизатора является отсутствие защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, что снижает его надежность.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения защиты стабилизатора от перегрузок по току и коротких замыканий в цепи нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоян-. ного тока введены датчик тока, включенный между регулирующим элементом и соответствующим выходным выводом, конденсатор и триггер Шмитта, один вход которого через казанный конденсатор подключен к другому его входу и к датчику тока относительно соответствующего выходного вывода, а выход триггера соединен с управляющим входом транзисторного ключа.

На чертеже представлена схема стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор напряжения содержит регулирующий элемент на транзисторе

1, узел сравнения 2, вклю ченный между выводами для подключения нагрузки, усилитель постоянного така 3, входы

951271

В случае, если перегрузка или короткое замыкание в цепи нагрузки не устранены, процесс закрывания регулирующего элемента аналогично повторяется. Периодическое повторение открытого и закрытого состояний регулирующего элемента. продолжается 65 которого подключены к узлу сравнения, а выход — к управляющему входу регулирующего элемента 1, два разнополярных источника питания 4 и 5, один из которых (4) подключен к вводу питания усилителя 3 непосредственно, а источ- 5 ник питания 5,полярность напряжения которого открывает регулирующий элемент, подключен к вводу питания усилителя 3 через транзисторный ключ б, датчик тока 7, включенный между эмиттером регулирующего элемента 1 и выходным выводом, общая точка регулирующего элемента 1 и датчика тока 7 подключена к входу а триггера Шмитта 8, а через конденса- 15 тор 9 — к входу б триггера, выход в триггера подключен к базе транзистора 6.

В установившемся режиме устройство работает как классический автокомпенсационный стабилизатор, при этом величина напряжения с датчика тока 7, поступающего на вход а триггера 8, меньше его порога срабатывания и с его выхода в на базу ключе-. вого транзистора 6 поступает откры вающий сигнал. Напряжение с источника питания 5 поступает на ввод питания усилителя 3, обеспечивая его нормальную работу.

В случае увеличения тока нагрузки или короткого замыкания в цепи нагрузки напряжение на датчике тока 7 увеличивается и становится выше порога открывания триггера 8, который переходит в другое устойчивое состояние. При этом с выхода в триггера на базу ключевого транзистора б поступает запирающий сигнал.

Транзистор 6 закрывается и разрывает цепь положительного питания уси- 40 лителя 3. На выходе усилителя 3, а значит и на базе транзистора 1 появляется отрицательное напряжение от источника питания 4, которое полностью закрывает регулирующий тран- 45 эистор 1. Ток в цепи нагрузки прекращается и напряжение на датчике тока падает до нуля. Однако триггер не возвращается в первоначальное состояние до тех пор пока не переэарядится конденсатор 9, включенный между входами а и б триггера 8. По окончании перезарядки конденсатора триггер возвращается в первоначальное состояние и открывает ключевой транзистор

6, включающий положительное питание усилителя 3. При этом регулирующий транзистор открывается. до устранения перегрузки или короткого замыкания в цепи нагрузки. Из-за соответствующей разницы времен заряда и разряда конденсатора регулирующий элемент большую часть времени закрыт.

Благодаря введенным средствам при коротком замыкании нагрузки постоянная составляющая тока, прошедшего через регулирующий элемент, может быть уменьшена более чем в 4 раза относительно постоянной составляющей расчетного тока нагрузки. Кроме того, при закрывании регулирующего элемента на его базу, как.было отмечено, поступает отрицательное напряжение от источника тока 4, что позволяет использовать регулирующий элемент при предельно допустимых напряжениях коллектор-эмиттерного перехода без шунтирования промежутка база — эмиттер низкоомным резистором порядка (10 Ом) и не усложнять (не умощнять) усилитель постоянного тока. При применении данного изобретения наибольший эффект может быть получен в стабилизаторах повышенного напряжения (от 100 до 300 В), например для питания электронно-лу.— чевых трубок.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательный регулирующий элемент, узел сравнения, входами подключенный к выходным выводам, усилитель постоянного тока, входы которого по отдельности соединены с выходами узла сравнения, а выход — с управляющим входом регулирующего элемента, два разнополярных ис-точника питания, подключенных относительно выходного вывода к питающим выводам усилителя, причем один непосредственно, а другой с отпирающей для регулирующего элемента полярностью напряжения — через транзисторный ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты стабилизатора от перегрузок по току и короткого замыкания в цепи нагрузки,.в него введены датчик тока, включенный между регулирующим элементом и соответствующим выводом, конденсатор и триггер

Шмитта, один вход которого через указанный конденсатор подключен к другому его входу и к датчику тока относительно соответствующего выходного вывода, а выход триггера соединен с управляющим входом транзисторного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 603969, кл. G 05 F 1/58, 1976;

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2750503/24-07, кл. G 05 F 1/58,,06,04.79.

951271

Составитель О. Овсянников

Редактор К. Волощук Техред A.Áàáèíåö

Корректор Н ° Король

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5946/54 Тираж 914

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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