SU1515154A1 - Стабилизатор посто нного напр жени с защитой от перенапр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к системам регулировани  электрических величин. Цель - повышение надежности путем обеспечени  отключени  при длительном ограничении пускового тока сверх времени, обеспечивающем зар д конденсаторного накопител  энергии, и путем обеспечени  отключени  после определенного момента времени, в течение которого происходило ограничение напр жени  на безопасном уровне на выходе стабилизатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что введены блоки ограничени  перенапр жени  и сверхтоков, конденсаторный накопитель энергии и врем задающие блокирующие цепочки, позвол ющие создать режимы обеспечени  гарантированным электропитанием в течение заданного интервала времени после пропадани  входного напр жени , ограничени  пусковых токов, а также режим отключени  при длительных перегрузках или перенапр жени х как на входе, так и на выходе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к системе регулировани  электрических величин, и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. № 773606.

Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  отключени  стабилизатора при длительном ограничении пускового тока сверх времени, обеспечивающего зар д конденсаторного накопител  энергии, а также повьппение надежности путем обеспечени  отключени  стабилитатора после определенного момента времени, в течение которого происходило ограничение напр жени  на безопасном уровне на выходе стабилизатора.

На чертеже представлена принципиальна  схема стабилизатора

Стабилизатор посто нного напр жени  с защитой от перенапр жени  содержит стабилизирующее устройство 1, к выходу которого подключена нагрузка , а к входу подключен блок 2 защиты от перенапр жени , включающий в себ  первый опорный элемент 3, первый операционньш усилитель 4, первьп буферный транзистор 5, первый составной регулирующий элемент 6, блок 7 ограничени  перенапр жени  и сверхтоков с клеммой 8 дистанционного управлени .. Блок 7 ограничени  состоит из последовательно включенных в силовую щину датчика 9 тока и второго

СП :л

14)

3151

составного регулирующего элемента 10, второго буферного транзистора 11, включенного между управл ющим входом второго составного регулирующего элемента 10 и общей шиной, второго операционного усилител  12, выход которого подключен к управл ющему вхо входу второго буферного транзистора 11. К неинвертирующему входу усили- тел  12 подключен второй источник 13 опорного напр жени , а к инвертиру- входу подключен выход резистив- ного делител  14 напр жени  и через блокирующий диод 15 - выход резистивного делител  16 напр жени , один вывод которого соединен с шиной, а другой - с коллектором усилительного транзистора 17, базоэмиттер- ный переход которого зашунтирован

датчиком 9 тока, шина питани  второго операционного усилител  12 подключена к клемме 8 дистанционного управлени . Кроме того, блок 7 состоит из первой врем задающей

цепочки, содержащей последовательно включенные коллекторно-эмиттерный переход транзистора 18, индикатор Перегрузка 19, резистор 20 и ксвденсатор 21, причем база тран-

зистора 18 соединена с выходом ;зе- лител  22 напр жени , включенного между клеммой 8 дистанционного управлени  и 1;ыходом операционного усилител  12, а обща  точка резисто- ра 20 и конденсатора 21 через раза - зьшающий диод 23 подключена к инвертирующему вхо;т,у операционного усилител  12.

Блок 2 защиты от перенапр жений содержит вторую врем задающую блокирующую цепочку, выполненную из последовательно включенных коллекторно- эмиттерного перехода транхистора 24, индикатора 25 Отказ СУ (стабмлизи- ру1с дего устройства), резистора 26 и конденсатора 27. База транзистора 24 соединена с выходом делител  28 напр жени , включенного между силовой шиной и выходом операционного усилит л  4, а обща  точка резистора 26 и конденсатора 27 через разв зывающий. диод 29 подключена к инвертирующему входу первого операционного-усилите- л  4, стабилизатор содержит конденса торный накопитель энергии (КНЭ) 30.

Стабилизатор работает следующим о образомо

0

5

0

5

0 с

0

Включение стабилизатора происходит при подаче сигнала на клемт 8 дистанционного управлени . В момент включени  происходит зар д КНЭ 30 посто нным током, задаваемым датчиком 9 тока, с которого снимаетс  напр жение , определ ющее смещение уси- тельного транзистора 17. Усиленное напр жение прикладываетс  к делителю 16 напр жени  и делитс  в заданном соотношении, сравниваетс  источником 13 опорного напр жени , и разность усиливаетс  при помощи операционного усилител  12 и буферного транзистора 11 11. Операционный усилитель 12 и буферный транзистор 11 ввод т в цепь обратной св зи второго составного регулирующего элемента 10 и воздействуют на его управл ющий вход таким образом , что зар дньй ток КНЭ 30 поддерживаетс  на заданном уровне.

При перегрузке по току или коротком замыкании блок 7 ограничени  работает аналогично описанному вплоть до момента наступлени  самоблокировки и отключени  составного регулирующего элемента 10. Врем  наступлени  самоблокировки определ етс  параметрами первой блокирующей цепочки. С началом действи  перегрузки выходное напр жение второго операционного усилител  12 понижаетс , что приводит к увеличению падени  напр жени  на делителе напр жени  22 и, соответственно , на его выходе, транзистор 18 открываетс , загораетс  индикатор Перегрузка 19, и начинаетс  зар д конденсатора 21 с посто нной времени, определ емой величиной резистора 20 и конденсатора 21. Когда величина напр жени  на конденсаторе 21 превысит величину напр жени  источника 13 опорного напр жени , произойдет самоблокировка и отключение второго составного регулирующего элемента 10.

При возникновении перенапр жений в силовой шине происходит подзар д КНЭ 30 зар дным током. Нарастание нап- напр жени  происходит до того момента , пока напр жение с выхода резис- тивного делител  14 напр жени  КНЭ 30 не сравн етс  с напр жением на втором источнике 13 опорного напр жени . После этого момента включаетс  цепь обратной св зи, состо ща  из операционного усилител  12, транзистора 11 и регулирующего элемента 14, и происходит ограничение напр жени  в сило515

вой шине с расчетным временем на заданном уровне„

При перерыве электропитани  в случае пропадани  или снижени  напр жени ниже заданного уровн  в силовой шине происходит разр д КНЭ 30 через блок 2 защиты на стабилизирующие устройств 1. Емкость КНЭ 30 определ етс  в зависимости от требуемого времени гаран- тированного электропитани , от величины эквивалентного минимального активного сопротивлени  нагрузки, от минимально допустимого уровн  напр жени  в силовой шине, от минимально допусти мого уровн  напр жени  гарантированного электропитани  в силовой шине с расчетным временем, обеспечивающим но нормальную работу стабилизирующего устройства с заданной точностью.

В случае какой-либо неисправности в стабилизирующей устройстве 1, привод щей к нарастанию напр жени  на вы выходе и на инвертирующем входе операционного усилител  4, это напр же- ние превысит напр жение на неинвертирующем входе, снимаемое с первого источника 13 опорного напр жени , первый составной регулирующий элемент 6, управл емый первым операционным усили телем 4 и первым буферным транзистором 5, начинает работать как ограничитель напр жени  на уровне 1,2-1,3 номинального выходного напр жени  ст стабилизирующего устройства,

Таким образом, блок 2 защиты будет выполн ть функции стабилизирующего устройства 1 до тех пор, пока не произойдет отключение блока 2 защиты вследствие самоблокировки. Самоблоки- ровка наступает в том случае, если отказ стабилизирующего устройства несамовосстанавливаюшийс . Врем  задержки срабатывани  самоблокировки определ етс  посто нной времени цепи резистора 26 и конденсатора 27. Втора  блокирующа  цепочка работает аналогичным образом, как и перва  в блоке 7 ограничени . В момент включени  второй блокирующей цепочки заго- раетс  индикатор 25 Отказ СУ.

При нормальном режиме работы стабилизатора посто нного тока при нормальном токе нагрузки второй составной регулирующий элемент 10 в блоке 7 ограничени  и первый составной регулирующий элемент 6, наход щийс  в блоке 2 зашиты, находитс  в насьщ1ен- ном состо нии, таким образом, устрой546

ство в целом транслирует напр жение силовой шины распределени  посто ннго тока, за исключением потерь на ннасыщенных регулирующих элементах 10, 6.

Напр жение насьпцени  первого и второго составных регулирующих элементов 6, 10 может быть снижено до напр жени  насьщ;ени  одиночных силовых транзисторов за счет подключени  соответственно дополнительных источников напр жени , которые компенсируют дополнительные падени  напр жени , вносимые составными транзисторами первого и второго регулирующих элементов 6, 10.

Claims (3)

1. Стабилизатор посто нного напр жени  с защитой от перенапр жени  по авт. св. № 773606, отличающийс  тем, что, с целью повьше- ни  надежности, в него введены блок ограничени  перенапр жений и сверхтоков с клеммой дл  подключени  дистанционного управлени , на выходе которого включен конденсаторный накопитель энергии, блок ограничени  перенапр жений и сверхтоков состоит из последовательно включенных в силовую шину датчика тока, ограничител  на составном ограничительном транзисторе , согласующего транзистора, дифференциального усилител , источника эталонного напр жени , входного и выходного резистивных делителей напр жени  и усилительного транзистора, причем согласующий транзистор включен между управл ющим входом составного ограничительного транзистора и общей шиной, а к управл ющему входу согласующего транзистора подключен выход дифференциального усилител , к неинвертирующему входу которого подключен выход источника эталонного напр жени , а к инвертирующему входу подключен выход выходного резистивного делител  напр жени  и через разв зывающий диод подключен вьтход входного .резистивного делител  напр жени , который подключен к силовой шине через коллекторно-эмиттерный переход усилительного транзистора, базоэмит- терный переход которого подключен па- ралле 1ьно датчику тока, а выводы питани  дифференциального усилител  и источника эталонного напр жени  соответственно подключены к входу дистанционного управлени  и общей шине.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и- чающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  отключени  стабилизатора при длительном ограничении пускового тока сверх времени, обеспечивающего Q зар д конденсаторного накопител  энергии, в блок ограничени  введена перва  врем задающа  блокирующа  цепочка с индикатором Перегрузка по току, включенна  между клеммой дл  15 подключени  дистанционного управлени  и общей шиной, содержаща  последовательно включенные коллекторно- эмиттерный переход первого транзистора , первый резистор и первьй конден- 20 сатор, причем база первого транзистора соединена с выходом первого делител  напр жени , включенного между клеммой дл  подключени  дистанционного управлени  и выходом дифференци- 25 ального усилител , а обща  точка первого резистора и первого конденсатора через первьш блокирующий диод подклю15151548

чена к инвертирующему входу дифференциального усилител .

3. Стабилизатор по пп. 1 и 2, о т- личающийс  тем, что, с це- .лью повышени  надежности путем обеспечени  отключени  стабилизатора после определенного момента времени, в течение которого происходило ограничение напр жени  на безопасном уровне на выходе стабилизатора, в операционный усилитель блока защиты от перенапр жений введена втора  врем задающа  блокирующа  цепочка с индикатором Отказ СУ, включенна  параллельно выводам питани  операционного усилител , содержаща  последовательно включенные коллекторно-эмиттерный переход второго транзистора, второй резистор и второй конденсатор, причем база второго транзистора соединена с выходом второго делител  напр жени , включенного между силовой шиной и выходом операционного усилител , а обща  точка резистора и конденсатора через второй блокирующий диод подключена к инвертирующему входу операционного усилител .