SU1166084A1 - Источник питани с комплексной защитой - Google Patents

Abstract

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТОЙ, содержаишй пре- . образователь напр жени , подключенный первым силовым выходом к силовому входу стабилизатора напр жени , состо щего из последовательного регулирующего транзистора, согласую-щего транзистора и усилител  обрат-, ной св зи, исполнительный узел защиты , блок защиты, состо щий из датчика тока, трех делителей напр жени , транзистора, первого разделительного диода, шунтирующего конденсатора , причем датчик тока первым выводом подключен к силовому выходу стабилизатора напр жени , а вторым - к эмиттеру транзистора защиты , выходному выводу, первому крайнему выводу третьего делител , напр жени  и входу усилител  обратной св зи, третий делитель подключен.вто рым крайним выводом к эмиттеру согласующего транзистора, а средним выводом - к базе транзистора защиты , подключенного коллектором к базе согласующего транзистора и к выходу усилител  обратной св зи, подключенного первым входом питани  к коллектору соглас тощего транзистора , первому крайнему выводу первого делител  напр жени , первому входу стабилизирующего узла, силовому выводу, второму силовому выводу преобразовател  напр жени  и первому входу исполнительного узла, , подключенного выходами к входам управлени  преобразовател  напр жени , а вторым входом - к коллектору транзистора блока защиты, подключенного эмиттером к выходу стабилизирующего узла, базой - через резис (Л тор к общему выводу, третьему силовому выводу преобразовател  напр жени , второму входу стабилизирующего узла, вторым крайним выводам первого и второго делителей напр жени , к второму входу питани  усилител  обратной св зи и первому выводу щунтирующего конденсатора, подключенного вторым выводом к среднему выводу первого делител  напр жени , о т л и ч а юX щ и и с   тем, что, с целью упрощени  его схемного решени  с одновременным расширением функциональных возможностей, в блок защиты введены второй и третий разв зьшающие диоды, терморезистор, а в стабилизатор на-, пр жени  - резистор, причем перв.ый диод одним вьшодом подключен к выходному выводу, а вторым - к эмиттеру транзистора блока защиты, подключенного базой к объединенным выводам второго и третьего диодов, свободный вывод второго диода подключен к сред

Description

нему выводу первого делител  напр жени  и первому в гаоду терморезистора, подключенного вторым выводом, к коллектору согласующего транзистора, свободный вывод третьего диода подключен к среднему выводу второго делител  напр жени , подключенного 1 84 первым крайним выводом к выходному выводу, между базой регулирующего и эмиттером согласующего транзисторов включен резистор , а терморезистор находитс  в тепловом контакте с регулирующим транзистором .

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах электропитани  радиоаппаратуры, вычислительной техники , средств св зи и т.д. Целью изобретени   вл етс  упрощение схемного решени  с одновремен;Ным расширением функциональных возможностей . На чертеже .изображена схема источ ника питани  с комплексной защитой. i Устройство содержит преобразователь 1 напр жени , выходы которого подключены к входным клеммам стабили затора 2 посто нного напр жени , состо щего из составного регулирующего элемента 3, выполненном на силовом 4 и согласующем 5 транзисторах и усилител  6 обратной св зи и блок защиты, состо щий из первого 8 и вто рого .9 делителей напр жени , подключенных соответственно к входным и выходным клеммам стабилизатора 2 напр жени , выходы которых через вто рой Ю и третий 11 разделительные ди оды подключены к входу усилител  12 рассогласовани  н.а транзисторе, эмит тер которого подключен к выходу ста , билизирующего узла 13, выполненного на стабилитроне 14 и балластном резисторе 15, и первому разделительному диоду 16, второй вывод которого подключен к выходу стабилизатора 2напр жени , вход 17 исполнительного узла 18 подключен между входной питающей стабилизатор 2 шиной и коллек тором усилител  12 рассогласовани , а выход исполнительного узла 18 подключен к преобразователю 1 на .пр жени  первого резистивного датчика 19 токовой перегрузки, включенного между эмиттером силового транзистора 4 и выходной клеммой стабилизатора 2 напр жени , к которому подключен переход база - эмиттер транзистора 20 защиты, коллектор которого подключен к базе согласующего транзистора 5,и демпфирующего конденсатора 21, шунтирующего выход первого делител  8 напр жени , в базовую цепь силового транзистора 4 включен резистор 22, между эмиттером согласующего транзистора 5 и выходной клеммой стабилизатора 2 напр жени  подключен третий делитель 23 напр жени , база транзистора 20 защитыподключена к его выходу, а верхнее плечо первого делител  8 напр жени  шунтировано терморезистором 24. Устройство работает следующим образом . При подключении к источнику питани  входного напр жени , U, к коллекторам составного регулирующего элемента 3, выполненном на силовом 4 и согласующем 5 транзисторах, прикладываютс  напр жени , формируемые в преобразователе 1 напр жени  (в качестве преобразовател  напр жени  может служить, например, трансформатор или автогенератор с выпр мител ми и фильтрами). Стабилизатор 2 напр жени  с помощью усилител  5 обратной св зи, подключенного входом к выходу стабилизатора напр жени , а выходом к базе составного регулирующего элемента 3, обеспечивает стабилизацию выходного напр жени . В нормальных услови х работы стабилизатора 2, усилитель 12 рассогласовани  закрыт, так как с выхода опорного делител  13 напр жени  к его эмиттеру прикладываетс  напр жение большее, чем с делителей 8 и 9

напр жени , прикладываемых через разделительные диоды 10 и 11 и его базе Закрыт также транзистор 20 защиты, так как ток нагрузки не превышает .номинального значени  и на датчике 19 токовой перегрузки падает напр жение меньшее, чем необходимо дл  его отпирани .

При увеличений входного напр жени , напр жение, снимаемое с выхода делител  8 входного напр жени , увеличиваетс  и при достижении входным напр жением некоторой (заданной) величины, становитс  выше опорного. При этом транзистор 12 открываетс  и к входу исполнительного узла 17 . (например светоизлучателю оптрона) прикладываетс  напр жение, что приводит к срабатыванию исполнительного узла 18, который обестачивает входы стабилизатора 2 напр жени , обеспечива  его защиту от .превьпаени  входного напр жени . В качестве исполнительного узла может служить тиристор, обеспечивающий форсирован- Ное выжигание предохранителей, се- мистор, установленный в цепи первичной обмотки трансформатора, фототиристор оптрона, обеспечиваюп1ий сры генерации автогенератора, и т.д.

Аналогично происходит отключение источника питани  при увеличении выходного напр жени , так как при этом увеличиваетс  напр жение с выхода делител  9 напр жени .

При увеличении тока нагрузки, увеличиваетс  падение напр жени  на резистивном, датчике 19 токовой перегрузки. При увеличении этого напр жени  до некоторой (заданной) величины, открываетс  транзистор 20 защиты, шунтиру  переход база эмиттер составного регулирующего элемента, и стабилизатор 2 напр жени входит в режим стабилизации по току. Напр жение на выходе стабилизатора 2 Л еньшаетс , но ток через регулирующий элемент 4 не превышает заданной величины. При дальнейшем уменьшении сопротивлени  нагрузки, напр жение на выходе стабилизатора 2 напр жени  станет меньше, чем напр жение на выходе опорного делител  13 напр жени , что приведет к отпиранию разделительного диода 16, который, шунтиру  стабилитрон 14, вызывает открывание транзистора 12 и срабатывание исполнительного узла 18. То

же самое произойдет и при коротком замыкании в нагрузке.

Таким образом, силовой транзисто 4 защищен от превышени  протекающего через него тока, от превышени  входного напр жени  и снижени  выходного до заданных порогов. Из этого вытекает, что он защищен также от превышени  рассеиваемой на нем мощности . Дтт  устранени  ложного срабатывани  защиты от недонапр жени  на выходе стабилизатора, выход делител  8 напр жени  шунтирован шунтирую .щим конденсатором 21.

i

Известно, что максимально допустима  рассеиваема  мощность транзистора зависит от температуры его корпу- ей. С целью защиты регулирующего элемента от перегрева, параллельно верхнему плечу делител  18 напр жени  введен терморезистор 24 (установленный в непосредственной близости от силового транзистора 4), который при нагреве зт еньшает свое сопротивление и, шунтиру  верхнее плечо делител  8 напр жени , снижает порог защиты стабилизатора от превышени  входного напр жени , что в свою очередь снижает порог защиты от превышени  рассеиваемой мощности, повьш1а  надежность источника питани .

При включении источника питани , имеет место резкое увеличение тока согласующего транзистора 5 при питании его от отдельного выпр мител , так как из-за наличи  значительной емкости на входе силового транзистора 4 имеетс  различие в скорости нарастэни  входного напр жени  на коллекторах составного регулирующего элемента. Увеличение тока через согласующий транзистор 5 происходит также при обрыве цепи, питающей силовой транзистор 4, либо его неисправности . С целью защиты согласующего транзистора 5 от превьш1ени  тока с одновременной защитой стабилизатора 2 от токовой перегрузки на заданном уровне, в базовую цепь силового транзистора 4 введен второй . резистивный датчик.22 и делитель 23 напр жени , а база транзистора 20 защиты подключаетс  к его выходу. Порог срабатывани  запщты выбираетс  коэффициентом 23 делени  напр жени  на котором суммируютс  напр жени  с токовых датчиков 19 и 22. Превышение тока в силовой цепи стабилизатора либо в цепи согласующего транзистрора 5 вызывает отпирание транзистора 20 защиты и переход стабилизатора в режим токоограничени . Применение схемы5 основанной на принципе токоограничени , позвол ет осуществл ть параллельное включение нескольких стабилизаторов на одну нагрузку с целью увеличени  выходной мощности , обеспечиваетс  достаточное быстродействие защиты и высока  помехозащищенность , так как отключение стабилизатора происходит только при значительном уменьшении сопротивлени  нагрузки либо перегрева регулирующего транзистора.

Блок защиты предлагаемого источника питани , по сравнению с известным имеет более простое схемное решение, расширены функциональные возможности

защиты, что в свою

очередь повьшает его надежность.

Claims (1)

1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТОЙ, содержащий преобразователь напряжения, подключенный первым силовым выходом к силовому входу стабилизатора напряжения, состоящего из последовательного регулирующего транзистора, согласующего транзистора и усилителя обрат-, ной связи, исполнительный узел защиты, блок защиты, состоящий из датчика тока, трех делителей напряжения, транзистора, первого разделительного диода, шунтирующего конденсатора, причем датчик тока первым выводом подключен к силовому выходу стабилизатора напряжения, а вторым - к эмиттеру транзистора защиты, выходному выводу, первому крайнему выводу третьего делителя, напряжения и входу усилителя обратной связи, третий делитель подключен вторым крайним выводом к эмиттеру согласующего транзистора, а средним выводом — к базе транзистора защи ты, подключенного коллектором к базе согласующего транзистора и к выходу усилителя обратной связи, подключенного первым входом питания к коллектору согласующего транзистора, первому крайнему выводу первого делителя напряжения, первому входу стабилизирующего узла, силовому выводу, второму силовому выводу преобразователя напряжения и .

   первому входу исполнительного узла, . подключенного выходами к входам управления преобразователя напряжения, а вторым входом - к коллектору транзистора блока защиты, подключенного эмиттером к выходу стабилизирующего узла, базой - через резистор к общему выводу, третьему силовому выводу преобразователя напряжения, второму входу стабилизирующего узла, вторым крайним выводам первого и второго делителей напряжения, к ϊ второму входу питания усилителя обрат ной связи и первому выводу шунтирующего конденсатора, подключенного вторым выводом к среднему выводу первого делителя напряжения, о т л и чающий с я тем, что, с целью упрощения его схемного решения с одновременным расширением функциональных возможностей, в блок защиты введены второй и третий развязывающие диоды, терморезистор, а в стабилизатор напряжения - резистор, причем первый диод одним выводом подключен к выход- ному выводу, а вторым - к эмиттеру транзистора блока защиты, подключенного базой к объединенным выводам второго и третьего диодов, свободный вывод второго диода подключен к сред1 166084 нему выводу первого делителя напряжения и первому выводу терморезистора, подключенного вторым выводом, к коллектору согласующего транзистора, свободный вывод третьего диода подключен к среднему выводу второго делителя напряжения, подключенного первым крайним выводом к выходному выводу, между базой регулирующего и эмиттером согласующего транзисторов включен резистор , а терморезистор находится в тепловом контакте с регулирующим транзистором .