PL170346B1 - Układ stabilizujący napięcie i zabezpieczający baterie przed nadmiernym rozładowaniem - Google Patents

Abstract

Układ stabihzujący napięcie i zabezpieczający bateire przed nadmiernym rozładowaniem zaopatrzony w tranzystory połączone emiterami z ujemnym biegunem źródła zasilaniai zawierający diodę Zenera, której napięcie określa wartość napięcia granicznego oraz diody i rezystory, znamienny tym ze dodatni biegun (B+) napięcia zasilaniajest dołączony do emitera pierwszego tranzystora (1) do emitera drugiego tranzystora (4), a poprzez rezystor (2) do bazy pierwszego tranzystora (1) oraz poprzez diodę Zenera (3), włączoną w kierunku zaporowym i drugi rezystor (11) do bazy trzeciego tranzystora (6), połączonej z jego emiterem poprzez trzeci rezystor (9), a ktorego kolektor poprzez czwarty rezystor(5) połączonyjest z bazą pierwszego tranzystora (1) a jego kolektor połączony jest poprzez diodę (7) włączoną w kierunku przewodzenia, z kolektorem drugiego tranzystora (4) a także poprzez piąty rezystor (8) z bazą trzeciego tranzystora (6) i z kolektorem czwartego tranzystora (10) ktorego baza połączona jest poprzez piąty rezystor (8) z jednym biegunem odbiornika (OD) i kolektorem drugiego tranzystora (4), który poprzez drugą diodę (17) i drugą diodę Zenera (16)jest połączony z punktem połączeń innych rezystorów (14, 15) przy czym rezystor (15)jest połączony swoim drugim końcem z bazą piątego tranzystora (13) którego kolektor poprzez szósty rezystor (12)jest połączony z bazą drugiego tranzystora (4) natomiast emitery tranzystorów (6 13 10) oraz drugi biegun odbiornika (OD) są połączone z ujemnym biegunem (B-) napięcia zasilającego przy czym tranzystory (6, 13 10) posiadają odwrotną przewodność w stosunku do tranzystorów (1, 4), która jest typu pnp

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ stabilizacji napięcia i zabezpieczający baterie przed nadmiernym rozładowaniem znajdujący zastosowanie w aparaturze kontrolno-pomiarowej, zwłaszcza w analizatorach tlenku węgla w podziemiach kopalń.

Znany jest z polskiego opisu patentowego P. 257 916 układ zabezpieczający urządzenie przed powstaniem stanów przypadkowych wywołanych zakłóceniami w zasilaniu, w którym baza tranzystora połączona jest poprzez diodę z jego emiterem i dodatnim biegunem źródła zasilania, a poprzez rezystor i kondensator dołączona jest do ujemnego bieguna źródła zasilania Do tego bieguna poprzez kondensatora i inny rezystor dołączony jest również kolektor tranzystora. Punkt wspólny kondensatora i tego innego rezystora połączony jest poprzez następny rezystor z bazą drugiego tranzystora, którego emiter dołączony jest do ujemnego bieguna źródła zasilania, zaś kolektor połączony jest z wyjściem układu.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 124 206 elektroniczny układ zabezpieczenia podnapięciowego, zwłaszcza baterii akumulatorów, zaopatrzony w przerzutnik zbudowany z dwóch tranzystorów, z których jeden w obwodzie wejściowym bazy jest połączony z układem czuwającym, składającym się z diody Zenera i rezystorów podłączonych do katody i anody tej diody i dalej poprzez te rezystory odpowiednio połączony ze stykami przekaźnika. Tranzystory swymi emiterami połączone są poprzez rezystor układu czuwającego z ujemnym biegunem baterii. Kondensator z jednej strony jest połączony z przekaźnikiem i z jednym biegunem baterii, a z drugiej poprzez styki innego przekaźnikajest połączony z drugim biegunem baterii. Wolny styk przekaźnikajest połączony z blokiem obciążenia, oraz poprzez tyrystor i rezystor z drugimi stykami przekaźnika i z układem czuwającym. Tyrystor i styk przekaźnika jest połączony z dodatnim biegunem baterii Drugi kondensator jest połączony z jednej strony z szyną ujemnego bieguna batem, a z drugiej z tranzystorem przerzutnika

Wadą tych układów jest niepełny zakres zabezpieczenia.

170 346

Istotą układu, według wynalazku, jest to, ze dodatni biegun napięcia zasilania jest dołączony do emitera pierwszego i drugiego tranzystora, a poprzez rezystor do bazy pierwszego tranzystora oraz poprzez diodę Zenera, włączoną w kierunku zaporowym i drugi rezystor, do bazy trzeciego tranzystora, połączonej z jego emiterem poprzez trzeci rezystor. Kolektor trzeciego tranzystora poprzez czwarty rezystor jest połączony z bazą pierwszego tranzystora, a jego kolektor połączony jest poprzez diodę, włączoną w kierunku przewodzenia, z kolektorem drugiego tranzystora, a także poprzez piąty rezystor z bazą trzeciego tranzystora i z kolektorem czwartego tranzystora. Baza czwartego tranzystora połączona jest poprzez piąty rezystor z jednym biegunem odbiornika i kolektorem drugiego tranzystora, który z kolei poprzez drugą diodę i drugą diodę Zenera jest połączony z punktem połączeń innych rezystorów. Jeden z tych rezystorów jest połączony swoim drugim końcem z bazą piątego tranzystora. Kolektor piątego tranzystora poprzez szósty rezystor jest połączony z bazą drugiego tranzystora. Emitery trzeciego, piątego i czwartego tranzystora oraz drugi biegun odbiornika są włączone do ujemnego bieguna napięcia zasilającego Tranzystory trzeci, czwarty i piąty posiadają odwrotną przewodność w stosunku do tranzystorów pierwszego i drugiego, która jest typu pnp

Zaletą nowego rozwiązania jest pełny zakres zabezpieczenia przed niepożądanymi spadkami napięcia na wejściu odbiornika, przez co zyskuje się wiarygodne wskazania urządzeń pomiarowych. Układ zabezpiecza baterie przed nadmiernym rozładowaniem jak również zapewnia stabilizację napięcia podawanego na odbiornik.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania, na rysunku przedstawiającym schemat ideowy układu.

W układzie, dodatni biegun B+ napięcia zasilającego jest połączony z emiterem tranzystora

I, rezystorem 2, katodą diody Zenera 3, oraz emiterem drugiego tranzystora 4. Baza tranzystora 1 połączona jest z drugim końcem rezystora 2 oraz z rezystorem 5, którego drugi koniec jest połączony z kolektorem trzeciego tranzystora 6. Kolektor tranzystora 1 połączony jest z anodą diody 7 oraz poprzez piąty rezystor 8 z bazą trzeciego tranzystora 6, rezystorem 9, kolektorem czwartego tranzystora 10 oraz rezystorem 11, którego drugi koniec połączony jest z anodą diody Zenera 3. Baza drugiego tranzystora 4 poprzez piąty rezystor 12 połączona jest z kolektorem szóstego tranzystora 13, którego baza poprzez rezystor 14 połączona jest rezystorem 15. Punkt połączenia rezystorów 141 15 połączony jest z anodą innej diody Zenera 161 poprzez nią z katodą drugiej diody 17, przy czym dioda Zenera 16 oraz dioda 17 mogą być innym zestawem złączy półprzewodnikowych o charakterystyce nieliniowej.

Anoda drugiej diody 17 połączona jest z katodą pierwszej diody 7, kolektorem drugiego tranzystora 4, innym rezystorem 18 oraz zaciskiem zasilania odbiornika OD. Ujemny biegun Bnapięcia zasilającego połączony jest z emiterami tranzystorów trzeciego, czwartego i piątego 6, 10, 13, z drugimi końcami rezystorów 9, 15 oraz z drugim zaciskiem zasilania odbiornika OD.

Działanie układu zostanie opisane w dwóch zakresach jego pracy: przy napięciu wzrastającym ponad napięcie graniczne przy załozeniu istnienia stanu wyłączenia układu oraz przy napięciu malejącym poniżej napięcia granicznego przy załozeniu istnienia stanu załączenia układu

Przy wyłączonym układzie i napięciu zasilania niższym od granicznego, wszystkie tranzystory są w stanie odcięcia i na zaciskach odbiornika OD napięcie jest bliskie zeru, ponieważ prąd zerowy tranzystorówjestpomijalniemały. Po przekroczeniu napięcia granicznego dla diody Zenera 3 i złącza baza - emiter tranzystora 6, przez tę diodę i związany z nią układ rezystorów

II, 9 przepływa prąd, powodujący wejście złącza baza - emiter tranzystora 6 w zakres przewodzenia. Powoduje to wejście również tranzystora 1 w zakres przewodzenia i pojawienie się napięcia na jego kolektorze. Wraz z tym napięciem pojawia się prąd rezystora 8, który dodaje się do płynącego juz prądu bazy tranzystora 6, powodując skokowy wzrost napięcia na kolektorze tranzystora 1. Napięcie to poprzez diody 7, 17 oraz diodę Zenera 16 i układ rezystorów 14, 15 powoduje przejście tranzystora 13 w stan nasycenia, co powoduje taką samą reakcję tranzystora 4. Na kolektorze tranzystora 4 otrzymuje się napięcie prawie równe napięciu zasilania, co powoduje podtrzymanie działania tranzystorów 13, 4 oraz poddanie napięcia na zaciski odbiornika OD. Równocześnie z tym zostaje wprowadzony w stan nasycenia tranzystor 10 powodując zmniejszenie napięcia bazy tranzystora 6 poniżej napięcia odcięcia i wyłączając oba tranzystory

170 346 i 1. Po wyłączeniu tych tranzystorów układ stabilizacji dla napięć większych od granicznego utrzymuje na odbiorniku OD napięcie tylko nieznacznie mniejsze od napięcia zasilania.

Przy załączonym układzie i po stopniowym spadku wartości mzszej od napięcia granicznego, prąd diody 17 i diody Zenera 16 oraz napięcie baza - emiter tranzystora 13 maleją do wartości powodującej wyjście tranzystorów 13,14 z zakresu nasycenia i zmniejszającej napięcie na zaciskach odbiornika OD.

Ponieważ układ ten jest objęty dodatnim sprzężeniem zwrotnym, tranzystor 4 przechodzi w stan odcięcia w sposób skokowy, a napięcie na odbiorniku przyjmuje wartość bliską zeru.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ stabilizujący napięcie i zabezpieczający baterie przed nadmiernym rozładowaniem zaopatrzony w tranzystory połączone emiterami z ujemnym biegunem źródła zasilania i zawierający diodę Zenera, której napięcie określa wartość napięcia granicznego oraz diody i rezystory, znamienny tym, że dodatni biegun (B+) napięcia zasilaniajest dołączony do emitera pierwszego tranzystora (1), do emitera drugiego tranzystora (4), a poprzez rezystor (2) do bazy pierwszego tranzystora (1) oraz poprzez diodę Zenera (3), włączoną w kierunku zaporowym i drugi rezystor (11) do bazy trzeciego tranzystora (6), połączonej z jego emiterem poprzez trzeci rezystor (9), a którego kolektor poprzez czwarty rezystor (5) połączony jest z bazą pierwszego tranzystora (1), a jego kolektor połączony jest poprzez diodę (7), włączoną w kierunku przewodzenia, z kolektorem drugiego tranzystora (4), a także poprzez piąty rezystor (8) z bazą trzeciego tranzystora (6) i z kolektorem czwartego tranzystora (10), którego baza połączona jest poprzez piąty rezystor (8) z jednym biegunem odbiornika (OD) i kolektorem drugiego tranzystora (4), który poprzez drugą diodę (17) i drugą diodę Zenera (16) jest połączony z punktem połączeń innych rezystorów (14, 15), przy czym rezystor (15) jest połączony swoim drugim końcem z bazą piątego tranzystora (13), którego kolektor poprzez szósty rezystor (12) jest połączony z bazą drugiego tranzystora (4), natomiast emitery tranzystorów (6, 13, 10) oraz drugi biegun odbiornika (OD) są połączone z ujemnym biegunem (B-) napięcia zasilającego, przy czym tranzystory (6,13,10) posiadają odwrotną przewodność w stosunku do tranzystorów (1,4), która jest typu pnp.