Pierwszenstwo Zgloszenie ogloszono: 31.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 20.12.1975 75396 KI. 21d3,2 21c, 68/50 MKP H02h 7/20 C L v t l- Lril A Urzedu Patentowego Twórca wynalazku: Wlodzimierz Stefanski Uprawniony z patentu tymczasowego: Przemyslowy Instytut Automatyki i Pomiarów Oddzial w Lodzi, Lódz (Polska) Sposób oraz uklad zabezpieczenia przed przeciazeniem lub zwarciem impulsowego stabilizatora napiecia lub pradu Przedmiotem wynalazku jest sposób oraz uklad zabezpieczenia przed przeciazeniem lub zwarciem impulsowego stabilizatora napiecia lub pradu sa¬ morzutnie wlaczajacy stabilizator do pracy w za¬ kresie stabilizacji po zaniku przeciazenia lub zwarcia.W znanych dotychczas ukladach zabezpieczaja¬ cych stabilizatory typu impulsowego stosuje sie najczesciej uklady ograniczajace prad wyjsciowy i zmniejszajace napiecie wyjsciowe na drodze od¬ dzialywania na modulator wzmocnionym na¬ pieciem proporcjonalnym do pradu obciazenia. Roz¬ wiazanie takie wymaga stosowania w ukladzie za¬ bezpieczajacym wzmacniacza o duzym wspólczyn¬ niku wzmocnienia, wiekszym niz wspólczynnik wzmocnienia wzmacniacza utrzymujacego stabili¬ zacje napiecia. W praktyce stosuje sie wiec wzmac¬ niacze dwu i trój-stopniowe. Duze wzmocnienia w ukladzie zabezpieczajacym i oddzialywanie wzmacniacza utrzymujacego stabilizacje napiecia prowadzi czesto do niestabilnej pracy ukladu. Po¬ jawienie sie w ukladzie stabilizacji drgan o duzej czestotliwosci powoduje uszkodzenia sterownika ze wzgledu na powiekszenie sie w nim strat mocy.Znane sa takze sposoby zabezpieczenia stabili¬ zatorów impulsowych polegajace na zastosowaniu przerzutnika bistabilnego, który uruchamiany jest wzrostem napiecia na rezystorze, przez który ply¬ nie prad obciazenia. Po zadzialaniu przerzutnika wylaczany jest sterownik i napiecie wyjsciowe stabilizatora maleje do zera. Rozwiazanie takie wymaga po zaniku przeciazenia lub zwarcia dziala¬ nie obslugi np. przez nacisniecie przycisku, aby zmienic stan przerzutnika na pierwotny.Celem wynalazku jest usuniecie niedogodnosci znanych ukladów zabezpieczajacych przez opraco¬ wanie sposobu i ukladu zabezpieczania takiego aby po zaniku przeciazenia lub zwarcia uklad stabili¬ zatora sam zalaczal sie do pracy i aby ograniczal moc wydzielona w sterowniku do wartosci bez¬ piecznej do ukladu stabilizatora impulsowego.Cel ten zostal osiagniety przez celowe wytworze¬ nie w ukladzie stabilizatora drgan relaksacyjnych o malym wspólczynniku wypelnienia w przypadku przekroczenia dopuszczalnego pradu obciazenia lub w przypadku zwarcia. Uklad do wytwarzania tych drgan posiada przerzutnik Schmitta wyposazony w diode przylaczona katoda do bazy tranzystora wyjsciowego przerzutnika i jednoczesnie do rezy¬ stora ustalajacego napiecie na tej bazie, a anoda do rezystora sprzezenia przerzutnika i jednoczesnie do jednej okladki kondensatora obwodu sprzezenia zwrotnego ukladu monostabilnego. Druga okladka tego kondensatora jest polaczona bezposrednio lub 25 poprzez wtórnik emiterowy wykonany na tranzy¬ storze z kolektorem tranzystora wzmacniajacego „ dzialajacego na modulator. Natomiast baza tranzy¬ stora wzmacniajacego jest polaczona przez diode Zenera i rezystor lub przez sam rezystor z kolek- 30 torem tranzystora wyjsciowego przerzutnika. 10 15 20 75 39675 396 3 4 Wytworzone w ukladzie drgania powoduja, ze sterownik stabilizatora impulsowego przewodzi prad przez krótki czas, po którym nastepuje stosunko¬ wo dlugi czas przerwy w przewodzeniu. Napiecie wyjsciowe stabilizatora napiecia zmniejsza sie wów¬ czas do zera — prad wyjsciowy plynie w postaci krótkich impulsów o amplitudzie nie przekraczaja¬ cej dopuszczalnej, a moc tracona w sterowniku jest mala. Sposób wedlug wynalazku zapewnia zarówno ograniczenie mocy wydzielonej w sterow¬ niku do wartosci bezpiecznej dla ukladu stabili¬ zatora jak i automatyczny powrót do pracy w za¬ kresie stabilizacji po zaniku przeciazenia lub zwar¬ cia.Przyklad wykonania ukladu zabezpieczenia przed przeciazeniem lub zwarciem wedlug wynalazku wraz z ukladem impulsowego stabilizatora napie¬ cia jest pokazany na zalaczonym rysunku.Uklad zabezpieczenia stanowi przerzutnik Schmit¬ ta- o malej histerezie i malym napieciu zadzia¬ lania wykonany na tranzystorach wejsciowym Tx i wyjsciowym T2 uruchamiany spadkiem napiecia na rezystorze Ri, przez który przeplywa prad obciazenia stabilizatora. Przerzutnik posiada dio¬ de Dj zalaczona w obwód bazy tranzystora T2.Katoda diody Tt jest polaczona z baza tranzysto¬ ra wyjsciowego T2 przerzutnika i z rezystorem R2 ustalajacym napiecie na tej bazie, a anoda z rezy¬ storem R8 sprzezenia przerzutnika i z okladka kondensatora C obwodu sprzezenia zwrotnego ukla¬ du monostabilnego. Kolektor tranzystora wyjscio¬ wego T2 przerzutnika jest polaczony przez rezy¬ stor R4 lub przez rezystor R4" i diode zenera D2 z baza tranzystora wzmacniajacego T8 dzialajacego na modulator, zas kolektor tranzystora wzmacnia¬ jacego Ts jest polaczony bezposrednio z druga okladka kondensatora C lub poprzez wtórnik emiterowy wykonany na tranzystorze T4. Dzieki takiemu polaczeniu przerzutnik Schmitta wypo¬ sazony w dodatkowe elementy, po zmianie swego stanu spowodowanej spadkiem napiecia na rezy¬ storze Ri przez prad obciazenia wiekszy od war¬ tosci dopuszczalnej dla stabilizatora, staje sie ukla¬ dem monostabilnym i mimo zaniku pradu prze¬ ciazenia pozostaje w pierwotnym stanie przez czas zalezny ód stalej czasowej równej: t=C (R34-R10) gdzie: t — stala czasowa C — pojemnosc kondensatora C Rs,io — rezystancje rezystorów R3 i odpowied¬ nio Rio* Powstaly uklad monostabilny przez czas gene¬ racji impulsu wyjsciowego, co charakteryzuje sie obnizeniem napiecia na kolektorze tranzystora wzmacniajacego T8, oddzialowuje na modulator M tak, ze sygnal wyjsciowy modulatora M wylacza tranzystor T5 sterownika. Jednoczesnie obnizenie potencjalu na kolektorze tranzystora T3 powoduje zatkanie tranzystora T4 wtórnika emiterowego i rozladowanie kondensatora C przez rezystory R8 i R5. Przez czas rozladowywania kondensatora C dioda Dx jest zatkana i tranzystor wyjsciowy T2 przerzutnika nie przewodzi, nawet w przypadku, gdy spadek napiecia na rezystorze Ri jest mniejszy 5 od progu wylaczenia przerzutnika. Zatkanie tranzy¬ stora T2 powoduje, ze przez rezystor R4 i diode D2 plynie prad bazy oraz kolektora tranzystora wzmac¬ niajacego T8. Wówczas potencjal kolektora tran¬ zystora T3 pozostaje obnizony i modulator M wy- 10 lacza tranzystor T5 sterownika.Po czasie rozladowania kondensatora C, jezeli prad wyjsciowy stabilizatora zmniejszyl sie do war¬ tosci mniejszej niz próg wylaczenie przerzutnika, nastepuje powrót ukladu zabezpieczajacego do 15 stanu wyjsciowego i wlaczenie tranzystora T5 ste¬ rownika. Kondensator C laduje sie wówczas szyb¬ ko w obwodzie przez wtórnik emiterowy z tran¬ zystorem T4 diode Bu zlacze baza — emiter tran¬ zystora T2 i rezystor R6. Prad w obwodzie wyjscio- 20 wym stabilizatora zaczyna narastac i po osiagnie¬ ciu wartosci progowej zalaczenia przerzutnika po¬ nownie nastepuje zalaczenie ukladu zabezpieczaja¬ cego. Jezeli czas generowanego impulsu w ukladzie zabezpieczajacym zalezny od stalej czasowej roz- 25 ladowania kondensatora C bedzie dlugi w porów¬ naniu z czasem jego ladowania, to podczas prze¬ ciazenia lub zwarcia stabilizatora czestotliwosc po¬ wstalych drgan relaksacyjnych i ich wspólczynnik wypelnienia bedzie maly. Wówczas przy powstalej 30 amplitudzie pradu wyjsciowego stabilizatora rów¬ nej wartosci progowej ustalonej przez wartosc rezystancji rezystora Rx i próg dzialania przerzut¬ nika, straty mocy w sterowniku beda male. Jezeli prad obciazenia zmniejszy sie ponizej wartosci pro- 35 gowej, to ponownego wlaczenia przerzutnika po rozladowaniu kondensatora C nie bedzie i uklad stabilizatora wróci do pracy w zakresie stabilizacji! PL PL