PL48773B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano 18. XII. 1964 48773 (biblioteka Urzedu .-w. .-,.?^vegol wlskiej Basi|ft:?liitgi Uznaj KI. 21 c, 6g50 MKP H 02 UKD M20 Twórca wynalazku: mgr inz. Kazimierz Pasiewicz Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Elektroniczny przekaznik zabezpieczajacy przeciazenie tranzystora Wynalazek niniejszy dotyczy elektronicznego przekaznika zabezpieczajacego tranzystor szerego¬ wy (regulator) stabilizatora tranzystorowego od przeciazen pradowych, który dzieki swej prosto¬ cie jest stosunkowo tani oraz pewnie dzialajacy.Znaczny rozwój techniki pólprzewodnikowej stwarza niejednokrotnie koniecznosc konstruowa¬ nia stabilizowanych ukladów zasilajacych o nis¬ kim napieciu wyjsciowym w granicach 1 'do 30V i duzym pradzie obciazenia — nawet do 5 A.Uklady takie wykonywane sa zazwyczaj w oparciu o elementy pólprzewodnikowe poniewaz stosowa¬ nie ukladów lampowych jest nieekonomiczne, a ponadto sa one zbyt wielkie i niewygodne w uzy¬ ciu.W praktyce stosuje sie najczesciej tranzystoro¬ we stabihzatóry typu szeregowego. Z zasady dzialania takiego ukladu wynika, ze przy zwar¬ ciu koncówek wyjsciowych stabilizatora nastepu¬ je zablokowanie wzmacniacza sprzezenia zwrot¬ nego pierwszego stopnia, co pociaga za soba ma¬ ksymalne przewodzenie tranzystora szeregowego i z reguly jego uszkodzenie. Poczatkowo przeciw- 1 dzialano temu umieszczajac po stronie wtórnej transformatora zasilajacego — za czlonem pro¬ stownikowym i filtrujacym — bezpieczniki topi- kowe lub przekazniki elektromagnetyczne i bi- metaiiezne. Elementy zabezpieczajace tego typu posiadaja jednak znaczna bezwladnosc dzialania co jest bardzo niekorzystne dla tranzystorów, 2 gdyz w przeciwienstwie do lamp elektronowych sa one bardzo wrazliwe na krótkotrwale przecia¬ zenia.Znane sa równiez inne uklady, które ogramicza- 5 ja w sposób natychmiastowy prad obciazenia sta¬ bilizatora do wartosci przy której moc tracona w tranzystorze szeregowym (regulatorze) jest do¬ puszczalna.Przyklad tak zrealizowanego zabezpieczenia 10 zilustrowany jest na fig. 1. W obwód sumarycz¬ nego pradu 'Stabilizatora wlaczony jest tranzy¬ stor T i regulowany opornik R±. Podczas normal¬ nych warunków pracy stabilizatora tranzystor T znajduje sie w stanie nasycenia poprzez wlasciwy 15 dobór wartosci opornosci opornika Rj. Sumarycz¬ ne napiecie baza-emiter tranzystora T oraz spad¬ ku napiecia na oporniku R± jest mniejsze od na¬ piecia odblokowujacego diode D, na przyklad diode krzemowa lub Zenera. Przy wzroscie pra- 20 du sumarycznego do pewnej okreslonej wartosci nastepuje odblokowanie diody D i na skutek jej przewodzenia wzrasta opornosc tranzystora T.Ustala sie pewien staw, przy którym wielkosc su¬ marycznego pradu nie moze juz wiecej wzrastac 25 nawet przy zwarciu zacisków wyjsciowych stabi¬ lizatora. Wielkosc tego maksymalnego pradu sta¬ bilizatora regulowana jest opornikiem R^ W przypadku zmiany napiecia wyjsciowego 30 stabilizatora musi byc równiez zmieniona opor- 487733 48 773 4 mosc opornika Re w taki sposób, aby zapewnic prace tranzystora w warunkach nasycenia.Niedogodnosc opisanego ukladu polega jednak na tym, ze napiecie kolektor — emiter tranzysto- -ra T nie-tfrioze byc mniejsze od napiecia zasilaja¬ cego stabilizator oraz, ze dopuszczalny prad ko¬ lektora tego tranzystora nie moze byc mniejszy od maksymalnego pradu obciazenia stabilizatora.Zaleta zas tego ukladu jest to, ze stabilizator powraca samoczynnie do normalnego stanu pracy 9 po ijsunieciu przyczyn zwarcia koncówek wyjs- * ::m /Cdo^ich stabilizatora.Innego rodzaju znane zabezpieczenie tranzysto¬ ra szeregowego przedstawiono na fig. 2.Zasadniczym elementem takiego zabezpieczenia jest tyratron pólprzewodnikowy P (sterowany prostownik), który w normalnych warunkach pracy stabilizatora znajduje sie w stanie nieprze- wodzacym. Przy wzroscie pradu stabilizatora, przeplywajacego przez regulowany opornik R, do pewnej wartosci krytycznej — sterowany pro¬ stownik zaczyna silnie przewodzic, az do przepa¬ lenia sie bezpiecznika topikowego B, przy czym przepalenie to nastepuje tu znacznie szybciej niz w przypadku wzrostu samego pradu stabilizatora.Przedstawiony uklad posiada równiez te zasad¬ nicza wade, ze dla ponownego przywrócenia ukladu do normalnej pracy i uzyskania napiecia na wyjsciu stabilizatora nalezy wymienic bez¬ piecznik topikowy oraz, ze przy pracy z duzymi obciazeniami moga uszkodzic sie elementy pól¬ przewodnikowe ukladu prostowniczego. Ponadto tyratrony pólprzewodnikowe sa dotychczas malo rozpowszechnione oraz trudno-:dostepne.Istnieje takze mozliwosc zastosowania zabezpie¬ czenia przy uzyciu przerzutnika tranzysiborowego w którym jeden stan przerzutnika nie wplywa na prace regulatora, natomiast drugi jego stan po¬ woduje zwiekszenie opornosci regulatora i zwia¬ zane z tym ograniczenie pradu obciazenia stabili¬ zatora. Dla przejscia do stanu pierwotnego prze¬ rzutnika wymagane jest podanie impulsu starto¬ wego.Uklad taki jednak, zawierajac dwa tranzystory oraz znaczna ilosc elementów RC, jest kosztowny, a poza tym pobierana jest ciagle energia z glów¬ nego zasilacza przez przewodzacy tranzystor. Po¬ nadto uklad ten takze nie powraca samoczynnie do normalnych warunEów pracy po zlikwidowa¬ niu przyczyn zwarcia.Wynalazek niniejszy polega na stworzeniu pro¬ stego ukladu zabezpieczajacego, w którym wy¬ eliminowane sa wady i niedogodnosci opisanych ukladów przy jednoczesnym obnizeniu jego kosz¬ tów. Uklad zabezpieczajacy wedlug wynalazku zrealizowany zostal przede wszystkim przy uzy¬ ciu tranzystora malej mocy oraz dodatkowego zródla napiecia lub diody Zenera, przy czym tranzystor ten zostal wlaczony do ukladu w taki sposób, ze zastepuje w pewnym stopniu wzmac¬ niacz sprzezenia zwrotnego w przypadku zbyt wielkiego obciazenia stabilizatora. Wynalazek be¬ dzie objasniony blizej na podstawie przykladów wykonania uklaclów przedstawionych na fig. 3 do 5. Na fig. 3 przedstawiony jest zasadniczy sche¬ mat ideowy ukladu zabezpieczajacego wedlug wynalazku wraz z ukladem blokowym pracy sta¬ bilizatora.W normalnych warunkach pracy stabilizatora 5 tranzystor Tk jest zablokowany, a opornik Rki jest obciazeniem wzmacniacza sprzezenia zwrotnego pierwszego stopnia. Bezwzgledna war¬ tosc potencjalu w punkcie A jest wyzsza niz w punkcie B, a wiec przez diode D krzemowa lub 10 germanowa o malym pradzie wstecznym, prad prawie nie przeplywa. Spadek napiecia na opor¬ niku R jest porównywany z czescia napiecia ± U.Przy okreslonym pradze obciazenia spadek na¬ piecia na oporniku R spowoduje odblokowanie 15 tranzystora Tk.W przypadku kiedy bezwzgledna wartosc poten¬ cjalu w punkcie A maleje w stosunku do poten¬ cjalu w punkcie B dioda zaczyna przewodzic, przy czym przewodzenie diody jest tym wieksze 20 ini wiekszy jest prad obciazenia stabilizatora.Prad ten jednalk nie moze wzrastac w sposób nieograniczony poniewaz przy wzroscie pradu tranzystora Tk wzrasta opornosc regulatora, a wiec ogranicza sie maksymalny prad obciazenia 25 Wartosc maksymalnego pradu regulowana jest po¬ tencjometrem Rp i w przypadku kiedy napiecie wyjsciowe stabilizatora jest równiez regulowane wówczas potencjometr ten sprzega sie mecha¬ nicznie z potencjometrem regulacji napiecia. 30 Spelniony bedzie wtedy warunek, ze maksymal¬ na moc tracona na regulatorze, na przyklad pod¬ czas zwarcia zacisków wyjsciowych stabilizatora, bedzie zawsze mniejsza od mocy dopuszczalnej dla danego regulatora. Obciazenie tranzystora Tk 35 opornikiem Rk powinno zapewnic dostatecznie duzy prad tranzystora jednak prad ten nie moze przekroczyc wartosci maksymalnej. Pomocnicze napiecie ± U moze byc wziete z dowolnego zród¬ la zewnetrznego lub moze pochodzic z tego same- 40 go transformatora zasilajacego caly stabilizator.Wskazanym jest równiez aby pomocnicze na¬ piecie bylo stabilizowane dioda Zenera.W celu podwyzszenia wspólczynnika stabilizacji ukladu mozna stabilizowac dioda Zenera napiecie 45 zasilajace wzmacniacz spirzezenia zwrotnego — Up.Uklad taki pokazany jest na fig. 4, a zasiada jego pracy jest identyczna jak ukladu z fiiig. 3.W warunkach, kiedy napiecie * wyjsciowe i zwiazane z tym napiecie wejsciowe , stabilizatora 50 jest odpowiednio wysokie, przekaznik elektro¬ niczny wedlug wynalazku moze byc zrealizowany zgodnie z fig. 5.Uklad ten rózni sie od ukladów z fig. 3 i 4 tym, ze w emiterze tranzystora Tk znajduje sie dioda 55 Zenera Dz, która wspólpracujac z opornikiem Rz znajduje sie w obszarze napiecia Zenera, przy czym taki uklad nie wymaga stosowania napiecia zewnetrznego + U. blokujacego tranzystor.Uklad z fig. 5 jest konieczny, kiedy napiejcie wejsciowe 60 stabilizatora lub napiecie pomocnicze — Up prze¬ kracza dopuszczalna wartosc napiecia kolektor- -emiter tranzystora Tk. Zabezpieczenie to pracu¬ je tak samo jak uklady z fig. 3 i 4.W przypadiku kiedy konieczna jest sygnalizacja 65 stanu przeciazenia stabilizatora, w obwód kolek-48773 5 tora Z* wlacza sie odpowiedni wskaznik sygnali - zacji, na przyklad wskaznik elektromagnetyczny lub krzyzowy. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Elektroniczny przekaznik zabezpieczajacy tran¬ zystor szeregowy lub kilka tranzystorów sze¬ regowych, stanowiacych regulator od przecia¬ zen pradowych w stabilizatorach tranzystoro¬ wych, znamienny tym, ze zawiera tranzystor (Tk) malej mocy, który porównuje wystepuja¬ cy przy przeplywie pradu obciazenJia spadek napiecia na oporniku (R), ze spadkiem napie¬ cia pochodzacym od przeplywajacego pradu ze zródla (± U) lub napiecia wejsciowego stabili- 10 15 zatora na potencjometrze (Rp) i który po prze¬ kroczeniu krytycznej wartosci pradu obciaze¬ nia odblokowuje sie powodujac wzrost opor¬ nosci wewnetrznej regulatora, przy ozym sta¬ bilizator len samoczynnie powraca do normal¬ nych warunków pracy gdy prad obciazenia opadnie ponizej dopuszczalnej wartosci. Elektroniczny przekaznik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w obwodzie emitera tran¬ zystora Tk znajduje sie dioda Zenera (Dz) dzieki której jest on przystosowany do wszy¬ stkich ukladów stabilizatorów szeregowych niezaleznie od tego, ze napiecie zasilajace mo¬ ze byc wieksze od dopuszczalnego napiecia kolektor-emiter tranzystora (Tk). V + Regulator X Hzmzwacz [ \ J toW* SptzBzenia f \ 1 zdolnego \ \ napiel Nopiecle Odniesienia. rsqis V Dzielnik ecia l Fig. I Fi9.248 773 't + A J-H Regulator , f—! t^ I Wz jf- i— ¦ ^ ocniac? o 1do^sze^a I Z^fotn&QO Naofeaz DdniesCen"a _Z2lclnik napieaa Z H*r % 3 -r+ Regulator tki I n Hzmocnocz =r /7».4 L4* % 5 «rr "7H Regulator I -* NzmQCrn'QC2L aT -^ 2077. RSW „Prasa", Kielce. Nafcl. 450 egz. PL