SU800984A1

SU800984A1 - Power supply source with complex protection

Info

Publication number: SU800984A1
Application number: SU792758865A
Authority: SU
Inventors: Алексей Леонтьевич Молчанов; Георгий Всеволодович Дыдырко; Соломон Аронович Керцман; Илья Федорович Пельтек
Original assignee: Предприятие П/Я А-3361
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1979-04-24
Publication date: 1981-01-30

Description

Изобретение относится к системам регулирования электрических и магнит-; ных величин и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры, электронной техники и средств связи, автоматики и телемеханики .The invention relates to electrical and magnetic control systems; values and can be used in power supply devices of radio equipment, electronic equipment and communications, automation and telemechanics.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий фильтрующий транзистор в токовой цепи, к базе которого подключен анод тиристора, катод которого подключен к общей шине источника, а управляющий электрод через ограничительный резистор к коллектору дополнительного транзистора, база и эмиттер дополнительного транзистора подключен к датчику перенапряжения [1] .Known DC voltage stabilizer containing a filter transistor in the current circuit, the base of which is connected to the anode of the thyristor, the cathode of which is connected to a common source bus, and the control electrode is connected to an overvoltage sensor via a limiting resistor to the collector of an additional transistor, [1 ].

Однако известный стабилизатор не осуществляет защиту от низкого напряжения на входе и защиту от температурных перегрузок, недостаточно надежен в работе из-за имеющих место сбоев в момент включения источника или ступенчатого изменения тока нагрузки.However, the known stabilizer does not provide protection against low voltage at the input and protection against temperature overloads, is not reliable enough due to failures at the time of switching on the source or stepwise change in the load current.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является источник питания с комплексной защитой, содержащий по меньшей мере один ста2 билиэатор, состоящий из последовательно включенного в силовую шину составного регулирующего элемента на силовом и согласующем транзисторах 5 управляющая цепь которого подключена к усилителю обратной связи, первого транзистора защиты, включенного последовательно с согласующим транзистором регулирующего элемента, второго 'θ транзистора защиты, коллектор которого включен в базовую цепь первого транзистора защиты через первый токозадающий резистор, а эмиттер - к общей шине стабилизатора, последова15 тельно соединенные динистор, второй токозадающий резистор и светоизлучатель оптоэлектронного прибора, подключенный к общей шине стабилизатора стабилитрона защиты и ограничитель20 ных и балластных резисторов f2]. Недостатки устройства заключаются в том,что время срабатывания защиты достаточно велико и определяется временем срабатывания оптрона,а также невозмож25 ность установки необходимого порога срабатывания защиты при токовых перегрузках.Closest to the proposed technical solution is a power supply with integrated protection, containing at least one hundredth battery, consisting of a composite control element connected in series to the power bus on the power and matching transistors 5 whose control circuit is connected to a feedback amplifier, the first protection transistor, connected in series with the matching transistor of the regulating element, the second 'θ protection transistor, the collector of which is included in the base circuit of the first nzistora protection through a first voltage driving resistor, and an emitter - a common bus stabilizer posledova15 Tel'nykh connected Shockley diode, the second light emitter voltage driving resistor and the optoelectronic device, coupled to the common bus stabilizer zener protection and ogranichitel20 GOVERNMENTAL and ballast resistors f2]. The disadvantages of the device are that the response time of the protection is quite large and is determined by the response time of the optocoupler, as well as the impossibility of setting the required protection threshold for current overloads.

Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей, повышение 30 быстродействия срабатывания защиты, to отключения источника питания от питающей сети при возникновении аварийных режимов в процессе эксплуатации, резкое повышение надежности работы устройства в целом.The purpose of the invention is to expand the functionality, increase 30 the response time of the protection, to disconnect the power source from the mains when emergency conditions occur during operation, a sharp increase in the reliability of the device as a whole.

Поставленная цель достигается тем, что в источник питания введены резистивный и транзисторный датчики токовой перегрузки,измерительно-усилительный блок входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, резистивный делитель входного напряжения, термоконтакты, вспомогательный источник, трансформатор, дифференцирующая цепь запуска и тиристоры защиты, причем свободный вывод динистора, один из выводов термоконтактов и эмиттер транзистора датчика токовой перегрузки включены между вспомогательным источником и одним из выводов резистивного датчика токовой перегрузки, другой вывод которого подключен к эмиттеру первого транзистора защиты, база транзистора датчика токовой перегрузки через первый ограничительный резистор подключена к средней точке резистивного датчика токовой перегрузки и к выходу измерительно-усилительного блока, а его коллектор подключен к точке соединения динистора и второго ограничительного резистора, к другим выводам терМоконтактов, к управляющему электроду ( первого тиристора защиты, включенного параллельно выходным выводам стабилизатора, через второй ограничительный резистор и к одному из выводов резистивного делителя входного ( Напряжения, другой вывод которого подключен к общей шине стабилизатора, а средняя точка указанного делителя подключена к базе транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через резистор подключен к коллектору первого транзистора защиты, стабилитрон защиты одним выводом подключен к силовой шине стабилизатора, а другим через дифференцирующую цепочку запуска - к базе второго транзистора защиты, кроме того, светоприемник оптоэлектронного прибора подключен между управляющими электродами встречно-параллельно включенных второго и третьего тиристоров 50 защиты, подключенных через балласт- ·ный резистор параллельно первичной обмотке трансформатора.This goal is achieved by the fact that resistive and transistor current overload sensors, a measuring and amplifying unit are connected to the output terminals of the stabilizer, a resistive input voltage divider, thermal contacts, an auxiliary source, a transformer, a differentiating start circuit and protection thyristors, and a free output dynistor, one of the terminals of the thermal contacts and the emitter of the transistor of the current overload sensor are connected between the auxiliary source and one of the terminals of the resistor of a current overload sensor, the other output of which is connected to the emitter of the first protection transistor, the base of the current overload sensor transistor is connected through the first limiting resistor to the midpoint of the resistive current overload sensor and to the output of the measuring and amplifying unit, and its collector is connected to the connection point of the dinistor and the second limiting resistor, to other terminals of the thermal contacts, to the control electrode (first thyristor of protection connected in parallel with the output terminals of the stabilizer, through the second limiting resistor and to one of the terminals of the input resistive divider (Voltage, the other terminal of which is connected to the common bus of the stabilizer, and the middle point of this divider is connected to the base of the transistor, the emitter of which is connected to the common bus, and the collector is connected through the resistor to the collector of the first transistor protection, the protection zener diode is connected to the stabilizer power bus with one output, and to the base of the second protection transistor through the differentiating trigger chain with the other, in addition, the optoelectronic detector ics device connected between the control electrodes of the counter-parallel connected thyristors of the second and third 50 protection connected across the ballast resistor · ny parallel with the primary winding of the transformer.

Кроме того, светоприемники оптоэлектронных приборов всех стабилиза* торов параллельно включены между управляющими электродами встречно-параллельных, второго и третьего тиристоров защиты.In addition, the photodetectors of optoelectronic devices of all stabilizers * are connected in parallel between the control electrodes of the counter-parallel, second and third thyristors of protection.

При этом соответствующее число указанных термоконтактов включено параллельно' переходу коллектор-эмиттер транзистора датчика токовой нагрузки.In this case, the corresponding number of the indicated thermal contacts is connected in parallel with the collector-emitter junction of the transistor of the current load sensor.

На чертеже представлена принципиальная схема источника питания с комплексной защитой.The drawing shows a schematic diagram of a power supply with integrated protection.

Источник содержит регулирующий элемент на силовом 1 и согласующем 2 транзисторах, управляющая цепь которого подключена к усилителю 3 обратной связи, транзистор 4 защиты включенный последовательно с согласующим транзистором 2, транзистор 5 защиты, коллектор которого включен в базовую цепь транзистора 4 защиты через токозадающий резистор 6, последовательно соединенные динистор 7, токоэадающий резистор 8 и светоизлучатель 9 оптоэлектронного прибора 10, светоприемники 11 которого подключены между управляющими электродами встречно-параллельно включенных тиристоров 12 и 13- защиты, подключенных через балластный резне-, тор 14 параллельно первичной обмотке трансформатора 15, стабилитрон 16 защиты, подключенный одним выводом к силовой шине, а другим через дифференцирующую цепочку из конденсатора 17, диода 18 и резистора 19 подключен к базе транзистора 5 защиты, термоконтакты 20, включенные параллельно переходу эмиттер-коллектор транзистора 21 датчика токовой перегрузки, база которого через ограничительный резистор 22 подключена к средней точке резистора-датчика 23 токовой перегрузки и к выходу измерительно-усилительного блока 24, состоящего из транзистора 25, источника 26 опорного напряжения и резистивных делителей 27-29, коллектор транзистора 21 через ограничительный резистор 30 подключен к управляющему электроду тиристора 31“ защиты, подключенного параллельно выходным выводам, а также подключен к одному из выводов делителя на резисторах 32 и 33, а средняя точка указанного делителя подключена к базе транзистора 34, коллектор которого через резистор 35 подключен к коллектору транзистора 4 защиты, резисторы 36 и 37, диод 38, предохранитель 39 и по меньшей мере один стабилизатор 40.The source contains a control element on the power 1 and matching 2 transistors, the control circuit of which is connected to the feedback amplifier 3, the protection transistor 4 connected in series with the matching transistor 2, the protection transistor 5, the collector of which is connected to the base circuit of the protection transistor 4 through a current-setting resistor 6, a series-connected dynistor 7, a current-carrying resistor 8 and a light emitter 9 of an optoelectronic device 10, the light detectors 11 of which are connected between the control electrodes in parallel switched thyristors 12 and 13 - protection connected through a ballast resistor, 14 parallel to the primary winding of the transformer 15, the protection zener diode 16, connected by one output to the power bus, and the other through a differentiating circuit from the capacitor 17, diode 18 and resistor 19 is connected to the base protection transistor 5, thermal contacts 20 connected in parallel to the emitter-collector junction of the transistor 21 of the current overload sensor, the base of which is connected through the limiting resistor 22 to the midpoint of the resistor-sensor 23 of the current overload and to the output to the measuring and amplifying unit 24, consisting of a transistor 25, a reference voltage source 26 and resistive dividers 27-29, the collector of the transistor 21 is connected through a limiting resistor 30 to the control electrode of the thyristor 31 ”connected in parallel with the output terminals, and also connected to one of the outputs of the divider on resistors 32 and 33, and the midpoint of the specified divider is connected to the base of the transistor 34, the collector of which is connected through a resistor 35 to the collector of the protection transistor 4, resistors 36 and 37, diode 38, fuse 39 and at least one stabilizer 40.

Источник работает следующим образом.The source works as follows.

При включении источника питания транзистор 5 закрыт,пробивается стабилитрон 16, транзистор 5 открывается и за счет смещения на резисторе 36 открывается транзистор 4 защиты, наприяжение поступает на вход стабилизатора, который входит в режим стабилизации .When the power source is turned on, the transistor 5 is closed, the zener diode 16 breaks through, the transistor 5 opens, and due to the bias on the resistor 36, the protection transistor 4 opens, the voltage goes to the stabilizer input, which enters the stabilization mode.

В случае увеличения входного напряжения пробивается динистор 7, ток протекает через резистивные делители 32 и 33, открывается транзистор 34, уменьшается ток смещения через элементы 38 и 37 транзистора 5. При этом транзисторы 5 и 4 закрываются/ напряжение на выходе стабилизатора отсутствует, одновременно через резистор 30 открывается тиристор 31 и через резистор 8 засвечивается светоизлучатель 9 оптрона 10, сопротивление фотоприемника 11 резко уменьшается, что приводит к открыванию тиЬисторов 12 и 13 и выгоранию сетевого предохранителя 39.In the case of an increase in the input voltage, a dynistor 7 breaks through, current flows through the resistive dividers 32 and 33, the transistor 34 opens, the bias current through the elements 38 and 37 of the transistor 5 decreases. In this case, the transistors 5 and 4 close / there is no voltage at the output of the stabilizer, simultaneously through the resistor 30, the thyristor 31 opens and the light emitter 9 of the optocoupler 10 is illuminated through the resistor 8, the resistance of the photodetector 11 decreases sharply, which leads to the opening of thyristors 12 and 13 and the fuse 39 fuse.

Увеличение тока нагрузки на выходе приводит к увеличению тока через регулирующий транзистор 1 и соответственно через согласующий транзистор 2, что приводит к увеличению падения напряжения на резисторе-датчике 23 токовой перегрузки, а при достижении напряжения на резисторе 23 заданного уровня транзистор 21 открывается, дальнейший процесс работы схем защиты повторяется.An increase in the load current at the output leads to an increase in current through the control transistor 1 and, accordingly, through the matching transistor 2, which leads to an increase in the voltage drop across the resistor-sensor 23 of the current overload, and when the voltage at the resistor 23 reaches a given level, the transistor 21 opens, the further operation protection schemes repeated.

При увеличении выходного напряжения стабилизатора транзистор. 25 открывается, возрастает падение напряжения на резисторах 23 и 22,. открывается транзистор 21 и дальнейший процесс работы схем защиты повторяется.With increasing output voltage of the stabilizer transistor. 25 opens, the voltage drop across the resistors 23 and 22 increases. the transistor 21 opens and the further process of the protection circuits is repeated.

Порог срабатывания защиты от превышения выходного напряжения опреде'ляется источником 26 опорного напряжения и резистивными делителями 2729.The threshold for protection against overvoltage of the output voltage is determined by the source 26 of the reference voltage and resistive dividers 2729.

Увеличение температуры на регулирующем элементе 1 источника питания или в наиболее нагретой его зоне приводит к замыканию термоконтакта 20, к срабатыванию защиты и источник питания отключается.An increase in temperature at the regulating element 1 of the power source or in its most heated zone leads to the closure of thermal contact 20, to the operation of the protection and the power source is turned off.

в него введены резистивный и транзисторный датчики токовой перегрузки измерительно-усилительный блок входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, резистивный делитель входного напряжения, термоконтакты, вспомогательный источник, трансформатор, дифференцирующая цепь запуска и тиристоры защиты, причем свободный вывод динистора, один из .выводов термоконтактов и эмиттер транзистора •0 датчика токовой перегрузки включены .между вспомогательным источником и одним из выводов резистивного датчика токовой перегрузки, другой вывод которого подключен к эмиттеру перво15 го транзистора защиты, база транзистора датчика токовой перегрузки через первый ограничительный резистор подключена к средней точке резистивного датчика токовой перегрузки и к 2Q Выходу измерительно-усилительного блока, а его коллектор подключен к точке соединения динистора и второго ограничительного резистора, к другим выводам термоконтактов, к управляю25 щему электроду первого тиристора защиты, включенного параллельно выходным выводам стабилизатора, через, второй ограничительный резистор и к одному из выводов резистивного делителя входного напряжения, другой ..resistive and transistor current overload sensors are introduced into it, a measuring and amplifying unit is connected to the output terminals of the stabilizer, a resistive input voltage divider, thermal contacts, an auxiliary source, a transformer, a differentiating start circuit and protection thyristors, and a free terminal of a dynistor, one of the thermal contact outputs and transistor emitter • 0 current overload sensors are connected. between the auxiliary source and one of the terminals of the resistive current overload sensor, the other for which it is connected to the emitter of the first protection transistor, the base of the transistor of the current overload sensor through the first limiting resistor is connected to the midpoint of the resistive current overload sensor and to the 2Q output of the measuring and amplifying unit, and its collector is connected to the connection point of the dinistor and the second limiting resistor, to other terminals of thermal contacts, to the control electrode of the first protection thyristor, connected in parallel to the output terminals of the stabilizer, through the second limiting resistor and to one of the terminals of the resistive divider of the input voltage, another ..

вывод которого подключен к общей шине стабйлизатора, а средняя точка указанного делителя подключена к базе транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор 35 через резистор подключен к коллектору первого транзистора защиты, стаби-the output of which is connected to the common bus of the stabilizer, and the midpoint of the specified divider is connected to the base of the transistor, the emitter of which is connected to the common bus, and the collector 35 is connected through a resistor to the collector of the first protection transistor,

Claims

1. Author's certificate of the USSR 404068, cl. G, 05 F 1/56, 1971,

2. USSR author's certificate according to the application No. 2546763 / 24-07, cl.

-G 05 P 1/58, 1977.

/ Ml.