SU760061A1

SU760061A1 - Device for protecting dc voltage stabilizer

Info

Publication number: SU760061A1
Application number: SU782657409A
Authority: SU
Inventors: Galina Popova
Original assignee: Galina Popova
Priority date: 1978-08-09
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть/использовано для защиты микросхем от аварийного повышения питающего напряжения.The invention relates to electrical engineering and can be / is used to protect the chips from an emergency increase of the supply voltage.

Известно устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений, содержащее транзисторы разного типа проводимости,. включенные по схеме триггера, одно из плеч, которого используется как ключевой транзистор, ограничительный диод, запоминающую емкость и генератор тока на транзисторе [1].A device for protecting electrical circuits against overloads and overvoltages, containing transistors of different conductivity types, is known. included in the trigger scheme, one of the shoulders, which is used as a key transistor, a limiting diode, a storage capacitor and a current generator on the transistor [1].

Это устройство защиты обладает тем недостатком, что при работе его в широком диапазоне температур изменение напряжения насыщения ключевого транзистора приводит к недопустимым изменениям величины выходного напряжения источника, питающего микросхемы.This protection device has the disadvantage that when it is operated in a wide temperature range, a change in the saturation voltage of a key transistor leads to unacceptable changes in the value of the output voltage of the source feeding the chips.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство защиты стабилизатора напряжения постоянного тока, содержащее делитель напряжения, подключенный к выходным выводам стабилизатора, регулируемый источник опорного напряжения, к выходу которого подключен вход узла сравнения на резисторах диодаThe closest technical solution to this invention is a protection device of a DC voltage regulator, containing a voltage divider connected to the output pins of the stabilizer, an adjustable voltage source, to the output of which the input of the reference unit on the diode resistors is connected

22

и транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора исполнительного узла, подключенного к выходным выводам стабилизатора/" комм'^тйру'ющий узел на транзисторе, резисторах и оптроне, включенныйand the transistor, the collector of which is connected to the base of the transistor of the actuating node connected to the output pins of the stabilizer / "comm" ^ troyruyuschy node on the transistor, resistors and optocoupler, included

$ параллельно исполнительному узлу, шунтирующую цепь, включенную между делителем выходного напряжения и коллектором транзистора коммутирующего узла, база которого подключена к точке соединения резистора и конденсатора цепи задержки, один вывод ю которой подключен · к минусовой шине [2]. Недостатком известного устройства защиты стабилизатора является сложность$ parallel to the actuating node, a shunt circuit connected between the output voltage divider and the collector of the transistor of the switching node, the base of which is connected to the junction point of the resistor and capacitor of the delay circuit, one output of which is connected to the minus bus [2]. A disadvantage of the known stabilizer protection device is the complexity

схемы.scheme.

Цель изобретения — устранение указанного недостатка.The purpose of the invention is the elimination of this drawback.

¹⁵ Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты стабилизатора напряжения постоянного тока другой вывод цепи задержки подключен к коллектору транзистора узла сравнения. ¹⁵ This goal is achieved by the fact that in the protection device of the DC voltage regulator another output of the delay circuit is connected to the collector of the reference node transistor.

20 На чертеже приведена принципиальная схема устройства защиты стабилизатора напряжения постоянного тока.20 The drawing is a schematic diagram of the protection device of the DC voltage regulator.

Устройство защиты содержит нагрузку 1, подключенную к выходу стабилизатора 2,The protection device contains a load 1 connected to the output of the stabilizer 2,

7/"·'·' ' ....... ...... _7θθθθ] -7...7 / "· '·' ....... ...... _7θθθθ] -7 ...

1one

ко входу которого подключен регулируемый источник опорного напряжения 3 *с нагрузкой 4, делитель напряжения 5, узел сравнения 6 на транзисторе 7, резисторах 8, 9 и диоде 10, вход которого подключен к выходу регулируемого источника опорного напряжения, цепь задержки 11, состоящая из последовательно соединенных резистора 12To the input of which is connected an adjustable voltage source 3 * with a load 4, voltage divider 5, a comparison node 6 on a transistor 7, resistors 8, 9 and a diode 10 whose input is connected to the output of an adjustable voltage source, a delay circuit 11 consisting of connected resistor 12

, и конденсатора 13, причем один из выводов 'резистора подключён к коллектору транзистора узда сравнения, один из выводов конденсатора — к минусовому выводу, исполнительный узел 14, состоящий из транзистора 15, база которого подключена к коллектору транзистора узла сравнения, эмиттер подключен к минусовому выводу, а коллектор через резистор 16 - к плюсовомуand a capacitor 13, and one of the terminals of the resistor is connected to the collector of the comparison node transistor, one of the terminals of the capacitor is connected to the negative terminal, the execution node 14 consisting of transistor 15, the base of which is connected to the collector collector of the reference node transistor, the emitter is connected to the negative terminal , and the collector through a resistor 16 - to positive

выводу, шунтирующую цепь 17, состоящую из последовательно соединенных резистора 18 и диода 19, исполнительный узел 20, состоящий из транзистора 21, коллектор которого соединен со светодиодом оптрона 22 через резистор 23, а база соединена через резистор 24 с его эмиттером и минусовым выводом, и с общей точкой соединения резистора и конденсатора узла задержки. Устройство защиты стабилизатора на“ пряжения постоянного тока работает следующим образом.the output, shunt circuit 17, consisting of series-connected resistor 18 and diode 19, the executive node 20, consisting of a transistor 21, the collector of which is connected to the LED of the optocoupler 22 through a resistor 23, and the base is connected through a resistor 24 with its emitter and negative terminal, and with a common connection point for a resistor and a delay node capacitor. The protection device stabilizer on the DC voltage operates as follows.

При отсутствии перенапряжения на нагрузке 1 регулируемый источник опорного напряжения 3 находится в режиме насыщений, и на нагрузке 4,имеется почти полное входное напряжение, которое через диод 10 прикладывается в обратном направлении к переходу база-эмиттер транзистора 7 и "поддерживает его в закрытом состоянии. Переход база-эмиттер транзистора 7 зашунтирован низкоомным резистором 9, поэтому практически все обратное напряжение прикладывается к диоду 10. При закрытом транзисторе 7 отсутствует ток базы транзистора 15, который может быть составным. Поэтому в нормальном рабочем состоянии транзистор 15 закрыт и не влияет на работу стабилизатора 2.In the absence of overvoltage at load 1, the regulated reference voltage source 3 is in saturation mode, and at load 4, there is an almost total input voltage, which through diode 10 is applied in the opposite direction to the base-emitter junction of transistor 7 and maintains it in the closed state. The base-emitter transition of the transistor 7 is shunted by a low-resistance resistor 9, therefore almost all of the reverse voltage is applied to the diode 10. When the transistor 7 is closed, there is no base current of transistor 15, which can be Therefore, in normal operating condition, the transistor 15 is closed and does not affect the operation of the stabilizer 2.

При аварии стабилизатора 2 и увеличении напряжения на нагрузке 1 до уровня срабатывания уменьшается напряжение на нагрузке 4 источника опорного напряжения 3, база транзистора 7 смещается в прямом направлении и он открывается, обеспечивая ток базы транзистора 15. Исполнительный узел 14 шунтирует нагрузку 1, что приводит к прекращению роста и стабилизации выходного напряжения стабилизатора 2 до уровня = (1,24—1,4)и_НОм при длительности помехи не более 3 мс.When stabilizer 2 crashes and the voltage on load 1 increases, the voltage on load 4 of voltage source 3 decreases, the base of transistor 7 shifts in the forward direction, and it opens, providing the base current of transistor 15. Executive node 14 shunts load 1, which leads to termination of growth and stabilization of the output voltage of the stabilizer 2 to the level = (1.24-1.4) and _BUT m at the duration of the interference no more than 3 ms.

Стабилизация на нагрузке 1 происходит следующим образом.Stabilization on load 1 is as follows.

При увеличении выходного напряжения стабилизатора 2 возрастает напряжение на делителе 5. Это приводит к уменьшению величины выходного напряжения регули......руемого источника опорного напряжения 3With an increase in the output voltage of the stabilizer 2, the voltage on the divider 5 increases. This leads to a decrease in the output voltage of the regulated ..... reference voltage source 3

и большому открыванию транзистора 7.and the large opening of the transistor 7.

4four

В результате увеличивается ток через исполнительный узел 14, а также падение напряжения на последовательном резисторе Е_экь, представляющем собой эквивалентное сопротивление, учитывающее внутреннееAs a result, the current through the executive node 14 increases, as well as the voltage drop across the series resistor E _ec , which is an equivalent resistance that takes into account the internal

₅ сопротивление ' выпрямителя, питающего стабилизатор 2, и сопротивление резистора датчика тока перегрузки при наличии в стабилизаторе 2 схемы защиты от перегрузки по току. Напряжение на нагрузке 1 стабилизируется на уровне порога срабатывания ₅ resistance of the rectifier supplying the stabilizer 2, and the resistance of the resistor of the overload current sensor in the presence of stabilizer 2 protection circuit against overcurrent. The voltage at load 1 is stabilized at the threshold level

<0 υ_ς)Λβ , который можно изменять с помощью делителя напряжения 5. При исчезновении помех схема автоматически возвращается в исходное состояние.<0 υ _{ς) Λ} β, which can be changed with the help of voltage divider 5. When noise disappears, the circuit automatically returns to its original state.

Если длительность помехи больше 3 мс, а ее амплитуда больше уровня срабатывания, ¹⁵ то вступает в действие вторая ступень ограничения. При открывании транзистора 7 начинает заряжаться конденсатор 13 через резистор 12 током, пропорциональным величине напряжения на нагрузке 1. ·If the duration of the interference is more than 3 ms, and its amplitude is greater than the response level, ¹⁵ then the second stage of the limitation takes effect. When opening the transistor 7, the capacitor 13 begins to charge through the resistor 12 with a current proportional to the voltage across the load 1. ·

20 Когда напряжение на конденсаторе 1320 When the voltage on the capacitor 13

достигнет величины достаточной для открывания транзистора 21, последовательное соединение шунтирующей цепи 17 и перехода коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 21 шунтирует нижнее плечо дели²⁵ теля 5, что снижает уровень ограничения до величины несколько меньшей номинального значения выходного напряжения.reaches a value sufficient to open the transistor 21, the series connection of the shunt circuit 17 and the collector-emitter junction of the saturated transistor 21 shunts the lower arm of the split ²⁵ 5, which reduces the limit to a value slightly lower than the nominal value of the output voltage.

В режиме напряжения на транзисторе 15 выделяется значительная мощность, поэтомуIn the voltage mode on the transistor 15, significant power is allocated, therefore

_]0 в схеме предусмотрен узел 20, выдающий сигнал управления на реле для отключения источника питания (или только стабилизатора) от питающей сёти за время безопасное для транзистора 15 при его работе в режиме перегрузки по мощности. _{] 0} in the circuit provides a node 20, which issues a control signal to the relay to disconnect the power source (or only the stabilizer) from the power supply during the time safe for transistor 15 when it is operating in power overload mode.

35 При открывании транзистора 7 конденсатор 13 заряжается через резистор 12. Когда напряжение на конденсаторе 13 достигает величины, достаточной для открывания транзистора 21, он входит в насыщение, а ток, протекающий через резистор 23, обеспечи” вает включение оптрона 22. Поскольку в35 When opening the transistor 7, the capacitor 13 is charged through the resistor 12. When the voltage on the capacitor 13 reaches a value sufficient to open the transistor 21, it goes into saturation, and the current flowing through the resistor 23 ensures that the optocoupler 22 turns on.

оптроне 22 отсутствует гальваническая связь, сигнал, снимаемый с выхода оптрона 22, можно использовать в любой цепи: непосредственно для включения коммутирующегоThe optocoupler 22 is not galvanically connected, the signal taken from the output of the optocoupler 22 can be used in any circuit: directly to turn on the switching

45 реле или для дальнейшего усиления. В связи с этим схему можно использовать для защиты нагрузок при разных полярностях питающих напряжений, а также при отсутствии связи источника питания с корпусом. Для повторного включения стабилизатора необ⁵⁰ ходимо вмешательство оператора.45 relays or for further amplification. In this regard, the circuit can be used to protect loads at different polarities of the supply voltages, as well as in the absence of a connection between the power source and the housing. To re-enable the stabilizer ⁵⁰ optionally go operator intervention.

Claims

Claim

A DC voltage regulator protection device containing a voltage divider connected to the output pins of the stabilizer is adjustable5

6

760061

Mobile reference voltage source, to the output of which the input of the reference node is connected to resistors, a diode and a transistor whose collector is connected to the base of the transistor of an actuator connected to the output pins of the stabilizer, a switching node on the transistor, resistors and an optocoupler connected in parallel with the actuator, shunt circuit connected between the output voltage divider and the collector of the transistor switching node, the base of which is connected

to the junction point of the resistor and capacitor of the delay circuit, one output of which is connected to the negative bus, characterized in that, for the purpose of simplification, the other output of the delay circuit is connected to the transistor collector of the reference node.