SU826315A1 - Стабилизатор напряжения постоянного тока 1 - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в различных электроустановках, где требуетс  стабилизированное напр жение посто нного тока.

Известен высоковольтный стабилизатор напр жени , содержащий выпр митель, фильтр, регулирующий элемент - последовательно соединенна  цепочка нескольких транзисторов с эмиттерными повторител ми и резисторный делитель дл  распределени  напр жени  между транзисторами регулирующего элемента, усилитель обратной св зи , источник опорного напр жени , резистор ный делитель - цепь отбора, защитное устройство 1.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  стабилизатор напр жени  посто нного тока, содержащий высоковольтный трансформатор, соединенный с высоковольтным выпр мителем с фильтром, балласуный резистор, включенный на выходе высоковольтного выпр мител , двухкаскадный транзисторный регулирующий элемент, выполненный по схеме эмиттер ного повторител , усилитель обратной св зи с резисторным делителем - цепью оборота на входе, выходом соединенный с базой вход

ного транзистора регулирующего элемента два вспомогательных выпр мител , выходной конденсатор, блок защиты, состо щий из вспомогательного источника питани  с выключателем в сетевой цепи и св занных между собой датчика и исполнительного реле 2.

Недостатком  вл етс  отсутствие защиты регулирующего элемента при переходных процессах, возникающих при включении и выключении стабилизатора.

Цель изобретени  -.защита регулирующего элемента от перенапр жений при переходных процессах путем задержки включени  высоковольтного выпр мител  при включении стабилизатора и задержки выключени  вспомогательных выпр мителей при его выключении, а также при перегрузках по току и коротких замыкани х в цепи нагрузки .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизатор напр жени  посто нного тока введены вспомогательный трансформатор , выходные обмотки которого соединены с вспомогательными выпр мител ми, цепь защиты, состо ща  из тиристора, шунтирующего силовые выводы регулирующего

элемента, управл юща  цепь тиристора состоит из резистивного датчика тока, включенного в силовую выходную шину, диода и резистора, а также шунтирующего управл ющий переход тиристора обратного диода , и узел автоматического включени  и выключени , состо щий из первого реле с обмоткой , шунтированной обратным диодом и двум  контактными группами, перва  замыкающа  группа которых включена в первичную обмотку высоковольтного трансформатора , второго реле с обмоткой, шунтированной буферным конденсатором и двум  замыкающими контактными группами, перва  из которых включена в первичную обмотку вспомогательного трансформатора, п-р-п транзистора с шунтирующим его базаколлекторный переход резистором, конденсатора задержки и разр дного резистора, причем коллектор транзистора через вторую контактную группу второго реле соединен с выводом его обмотки и через замыкающие контакты исполнительного реле - с плюсовым выводом вспомогательного источника питани , минусовой вывод которого соединен со вторым выводом обмотки второго реле и с выводами разр дного резистора и конденсатора задержки, другой вывод которого соединен с подвижным элементом второй перекидной контактной группы первого реле, размыкающий контакт которой.соединен с базой транзистора, а замыкающий - с вторым выводом разр дного резистора.

На чертеже представлена принипиальна  электрическа  схема стабилизатора напр жени  посто нного тока.

Стабилизатор содержит высоковольтный трансформатор 1, высоковольтный выпр митель 2, балластный резистор 3, включенный между плюсом выпр мител  2 и коллектором регулирующего транзистора 4, резистор-датчик 5 тока, включенный между эмиттером транзистора 4 и плюсом выхода стабилизатора , резистор-датчик б тока на переменном резисторе, включенный параллельно .резистору 5, причем подвижный контакт резистора 6 подключен к катоду тиристора 7. Управл ющий электрод тиристора 7 через резист ор 8 и диод 9, включенный в пр мом направлении, подключен к эмиттеру транзистора 4, переход катод - управл ющий электрод тиристора 7 зашунтирован диодом 10, включенным в обратном направлении. Вспомогательный трансформатор И, вторичные обмотки которого подключены к выпр мител м 12 и 13, п-р-п транвистор 14 коллектором подключен к плюсу выпр мител  12, а эмиттером - к базе транзистора 4, стабилитрон 15, который катодом через резистор 16 подключен к плюсу выпр мител  13, а анодом - к катоду стабилитрона 17, минусу выпр мител  12 и эмиттеру транзистора 4, анод стабилитрона 17 подключен к минусу выпр мител  13, усилитель обратной

св зи 18 (нагГример микроскопа типа 1402ДБ). плюсовым питающим выводом подключен к катоду стабилитрона 15, а минусовым питающим выводом - к аноду стабилитрона 17, неинвертирующий вход усилител  18

подключен к аноду стабилитрона 15, а вь1ход - к базе транзистора 14. Резистор 19 своим одним неподвижным контактом соединен с катодом стабилитрона 15, а другой неподвижный контакт резистора 19 соединен с минусом выхода стабилизатора, а подo вижный контакт резистора 19 соединен со вторым входом усилител  18 обратной св зи . Между минусовым выходом стабилизатора напр жени  и минусовым выходом выпр мител  2 включен переменный резистор 20, подвижный контакт которого через резистор 21 . подключен к аноду входа тиристорного оптрона 22, а катод оптрона подключен к минусу выхода стабилизатора. Реле 23, обмотка которого защунтирована обратным диодом 24, подключено через выход оптрона 22 к источнику 25 питани , причем анод оптрона подключен к плюсу источника 25 питани , другой контакт реле 23 подключен к минусу источника 25 питани . Реле 26, обмотка которого зашунтирована обратным диодом 27 через эмиттер-коллекторный переход п-р-п транзистора 28 и через замыкающие контакты 29 реле 30 и размыкающие контакты 31 реле 26 соединено с плюсом источника 25. Конденсатор 32 шунтирует обмотку реле 30 и минусовым

Q своим контактом также подключен к минусу источника 25. Резистор 33 включен между переходом коллектор-база транзистора 28. Переключающие контакты 34 реле 26 через размыкающую группу соедин ют базу транзистора 28 и конденсатор 35, причем плюс

5 конденсатора 35 соединен с подвижной частью контактов реле 26, а минус конденсатора 35 соединен с минусом конденсатора 32. Замыкающа  группа контакта 34 через резистор 36 соединена с минусом конденсатора 35. Выключатель 37 включен между

О входом источника 25 питани  и сетевым напр жением, замыкающий контакт 38 реле 30 включен между первичной обмоткой трансформатора 11 и сетевым напр жением. Замыкающий контакт 39. реле 26 включен

между первичной обмоткой трансформатора 1 и сетевым напр жением. Конденсатор 40 включен между эмиттером транзистора 4 и минусом выпр мител  2.

Стабилизатор работает следующим образом .

При аамыкании выключател  37 на выходе источника 25 по вл етс  напр жение, включаетс  реле 30, контакты 38 реле 30 замыкаютс , вследствие чего на вспомогательных выпр мител х 12 и 13 по вл етс 

напр жение. Следовательно, по вл етс  напр жение на стабилитронах 15 и 17. При этом усилитель 18 обратной св зи полностью отпирает транзистор 14, что приводит к тому , что через переход эмиттер-база транзистора 4 течет ток, который полностью отпирает этот транзистор. Вместе с включением контакта 38 реле 30, включаютс  контакты 39 этого же реле и на вход RC-цепочки (резистор 33 и конденсатор 35) подаетс  напр жение. Происходит плавный зар д конденсатор 35. По мере зар да кондеисатора 35 происходит увеличение напр жени  на реле 26, так как это реле включено в эмиттерную цепь транзистора 28, а конденсатор 35 включен между реле 26 и базой транзистора 28 (схема эмиттерного повторител ). При достижении напр жени  на реле 26, равного напр жению срабатывани , оно срабатывает и контакты 39 этого реле замкнутс . На выходе выпр мител  2 по витс  напр жение. Так как транзистор 4 уже полностью открыт и его сопротивление близко к нулевому значению, то даже при большом зар дном токе конденсатора 40 (ограниченным только величиной резистора 3 и внутренним сопротивлением выпр мител  2) падение напр жени  на переходе эмиттер-коллектор транзистора 4 составл ет не более 5-10 В. Величина сопротивлени  резистора

3выбираетс  такой, что при коротком замыкании на выходе стабилизатора, ток через коллектОр-эмиттерный переход транзистора

4был бы не больше максимально допустимого .

При достижении напр жени  на выходе стабилизатора, равного номинальному значению , усилитель 18 обратной св зи начинает работать в нормальном режиме и на регулируюшем транзисторе 4 устанавливаетс  необходима  величина напр жени . В это же самое врем  происходит переключение контакта 34, транзистор 28 надежно открываетс , а конденсатор через нормально открытую группу контакта 34, котора  становитс  замкнутой, разр жаетс  на резистор 36.

При выключении выключател  37 происходит обесточивание реле 26 и выключаетс  трансформатор 1, что приводит к обесточиванию стабилитронов 15 и 17, усилител  18 обратной св зи и транзисторов 14 и 4. Задержка выключени  реле 30 осуществл етс  при помощи конденсатора 32, включенного параллельно этому реле. Такое выключение приводит к плавному разр ду выходного конденсатора 40, фильтровых конденсаторов и дросселей выпр мител  2.

При увеличении тока в цепи нагрузки выше допустимой нормы происходит включение оптрова 22 и соответственно реле 23, в результате чего размыкаютс  контакты 31 и выключаетс  питание реле 30 и реле 26. Контакты 39 и 38 размыкаютс . Включение происходит по принципу, описанному выше. Повторное включение можно произвести при помощи выключени  и последующего включени  выключател  37.

При возникновении короткого замыкани  в цепи нагрузки через резисторы 5 и 20 происходит разр д конденсатора 40. На входе тиристора 7 возникает напр жение включени  тиристора. Включение тиристора 7 приводит к закорачиванию эмиттер-коллекторного перехода транзистора 4, что предохран ет его от пробо . В это же самое врем  происходит включение оптрона 22 и выключение всей схемы в той же последовательности , что было описано выше.

Применение  ред- атаемого стабилизатора напр жений посто нного тока позвол ет увеличить надежность при создании высоковольтных источников питани  на напр жени  выще 200 В и на большие токи

нагрузок.

Claims (2)

1.Источники электропитани  на полупроводниковых приборах. Под ред. С. Д. Додина и Е. И. Гальперина. М., «Советское радио 1969, с. 347.

2.Авторское свидетельство СССР № 654943, кл. G 05 F 1/58, 1977.