Claims (2)
15 применени ввиду невозможности испопь зованн узла защиты от перегрузки по току и коротко1ч замыкани дл других типов стабилизаторов напр жени , у которых отсутствует св зь базы согласуто20 щего транзистора через колл тор миттер усилительного транзистора с общей шиной, и отсутствие возможности полного отключени стабилизатора напр жени от питаю- щей сети в случае длительной перегрузки по току или короткого замыкани на выходе стабилизатора. Последний недостаток вл етс общим ал всех стабилизаторов напр жени , имеющих защиту от перегрузок по току и коротких замыканий с самовоэвратом. При алительной перегрузке по току или коротком замыкании на выходе стабилиза тора последний работает в аварийном режиме) при котором рассеиваема мощность на регулирующем элементе превыщает номинальную мощность рассеивани на регулирующем элементе. Длительна бесполезна работа исправного стабилиза тора напр жени при неисправной нагрузке может привести к выходу из стро и самого стабилизатора. Следовательно, защита от перегрузок по току и коротких замыканий должна удовлетвор ть следую- щим противоречивым требог ани м: -с одной стороны, обеспечивать автоматический возврат стабилизатора напр жени в нормальный режим стабилиза ции при самоустранении кратковременной перегрузки по току или кратковременного замыкани на выходе стабилизатора, -с другой стороны, обеспечивать полное отключение стабилизатора напр ж ни от питающей сети при длительной перегрузке по току или короткок замыка нии на выходе стабилизатора. Причем максимальна длительность перегрузки должна быть установлена ис .ход из конкретных условий работы устройства . Целью изобретени вл етс повьщдени надежности работы устройства и расщире ние его функциональных возможностей. Поставленна цель достигаетс тем, что в стабилизатор посто нного напр жени с защитой от перегрузок по току введены реле времени, разделительный диод и сдвоенный резисторный оптрон, анод светодиода которого непосредственно , а одни из выводов его резисторов через ограничительные резисторы подключены к положительной щине вспомогательного источника питани другие выво резисторов оптрона подключены соответственно к базе защитного транзистора и к входу реле времени, выход которого через разделительный диод подключен к коллектору согласующего транзистора, причем катод светодиода оптрона подклю чей к точке соединени резистЬров датчи ка тока, а база защитного транзистора через резистор и его эмиттер непосред- выходу регулируюственно подключены к щего транзистора. На чертеже представлена электрическа схема стабилизатора посто нного напр жени с защитой от перегрузок по току. Стабилизатор содержит включенный последовательно в положительную выходНую шину составной регулирующий элемент , состо щий из регулирующего транзистора 1, подключенного коллектором к входной шине стабилизатора напр жени , и согласующего транзистора 2, усилитель 3 посто нного тока с узлсж сравнени , датчик 4 тока и защитный транзистор 5, причем коллектор согласующего транзистора 2 через датчик 4 тока, состо щий из последовательно включенных резисторов 6 и 7, подсоединен к положительной выходной шине вспомогательного источника питани , минусова выходна щина которого подключена к положительной выходной щине стабилизатора, база согласующего транзистора 2 через коллектор-эмиттер защитного транзистора 5 св зана с эмиттером регулирующего транзистора 1 и положительной выходной щиной стабилизатора, реле 8 времени, . подключенного к выходным шинам вспомогательного источника, сдвоенный резис- торный оптрон 9, анод светодиода 1О которого непосредственно подключен к положительной выходной щине вспомогательного источника питани , а катод - к точке соединени резисторов 6 и 7 датчика 4 тока, база защитного транзистора 5 и вход упом нутого реле 8 времени через соответствующие фоторезисторы 11 и 12 оптрона 9 и ограничительные резисторы 3 к 1.4 св заны с . положительной выходной щиной вспомогательного источника питани , коллектор согласующего транзистора 2 и резистор 6датчика 4 тока через разделительный диод 15 соединены с выходом реле 8 времени. Реле 8 времени выполнено на однопереходном транзисторе 16, тиристоре 17, врем задающем конденсаторе 18, зашунтированном резистором 19, и исполнительном элементе 20. Устройство работает следующим образом . При отсутствии на выходе стабилизатора перегрузки по току или короткого замькани протекающий через резистор 7и датчика 4 тока коллекторный ток согласующего транзистора 2 создает па 59 пение напр жени на нем, недостаточное ал включени СБетодиода 10 резисти ного рптрона 9, Последний находитс в выключенном состо нии. Большое вьпсоан ifeMHOBoe сопротивление фоторезистора 11 оптрона 9 не позвол ет включитьс защитному транзистору 5, и он, наход сь в выключенном состо нии, не оказывает никакого вли ни на работу стабилйзатоь ра. Ограничительный резистор 14, фоторезистор 12 оптрона 9 и резистор 19 образуют делитель напр жени , рассчитан ный таким образом, что при выключенном светодиоде 1О оптрона 9 уровень напр жени на эмиттере однопереходного тран зистора 16 реле 8 времени значительно ниже уфювн порога срабатывани однопереходного транзистора. Тиристор 17 и исполнительный элемент 20 реле времени 8, разделительный диод 15 наход тс в выключенном состо нии. При превьщге- НИИ тока нагрузки максимально допустимого значени падение напр жени на резисторе 7 датчика 4 тока становитс достаточным дл включени светодиода 10оптрона 9. Включение последнего приводит к значительному уменьщению величин сопротивлений фоторезисторов 11и 12 оптрона 9, а это в свою очеред сопровождаетс открыванием защитного транзистора 5, призакрыванием регулиру щего 1 и согласующего 2 транзисторов, стабилизатор напр жени начинает работать в режиме стабилизатора тока, при котором светодиод 1О оптрона 9 остаетс во включенном состо нии. Одновременно начинаетс зар д от вспомогательного источника питани врем задающего конденсатора 18 через ограничительный резистор 14 и фоторезистор 12 оптрона 9. При самоустранении кратковременной перегрузки по току или короткого замыкани на выходе стабилизатора уменьщаетс коллекторный ток согласующего транзистора 2, что приводит к отключению светодиода 1О оптрона 9 и резкому увеличению величин сопротивлений фото резисторов 11 и 12 оптрона 9. Защита ный транзистор 5 закрываетс и стабили затор автоматически возвращаетс в нор мальный режим стабилизации. Возрастание величины сопротивлени фоторезис- тора 12 приводит к прекращению зар да конденсатора 18 реле 8 времени от вспомогательного источника питани . Уровень напр жени на конденсаторе 18 реле 8 времени, не достигнув уровн порога срабатьшани однопереходного транзистора 16 реле 8времени, начинае 94 уменьшатьс за счет разр да последнего через резистор 19. На конденсаторе 18 устанавливаетс низкий уровень напр жен - который в случав длительной перегрузки по току или короткого замыкани на вьЬсоде стабилизатора напр жени на врем задаюшем конденсаторе 18 достигает уровн , равного порогу сраба- ть1вани однопереходного транзистора 16 реле 8 времени. Последний выдает положительный импульс, включающий тиристор 17. Переход тиристора 17 в провод щее состо ние приводит к включению разделительного диода 15, к полному закрыванию регулирующего 1 в согласующего 2 транзисторов и удержанию светодиоца Ю оптрсжа 9 во включенном состо нии, к включению исполнительного элемента 2О, отключающего; стабилизатор напр жени от питающей сети. Длительность работы стабилизатора в аварийном режиме может регулироватьс в щироких пределах в зависимости от выбора ограничи тельного резистора 14, врем задающего конденсатора 18, резистора 19, порога срабатьтани отнопереходного транзистора 16 реле 8 времени и величины выходного напр жени вспомогательного источника питани . Таким образом, защита от перегрузок по току и коротких замыканий в данном устройстве обеспечивает автоматический, возврат стабилизатора напр жени в норг мальный режим стабилизации при самоустранении кратковременной перегрузки по току или короткого зш ыкани на выходе стабилизатора, полное отключение стабилизатора напр жени от питающей сети при длительной перегрузке .по току или коротком замыкании на выходе стабилизатора , и также регулирование длительности работы стабилизатора в аварийном режиме в широких пределах с помощью реле времени. Данна защита от перегрузок по току и KojxJTKHx замыканий обеспечивает повышение надежности устройства и расщир ет его функциональные возможности. Формула изо р е т е н и Стабилизатор посто нного напр жени с защитой от перегрузок по току, содержащий включенный в положительную выходную щнну составной регулирующий элемент , состо щий из регулирующего тран- зистора, подключенного коллектором к t 0ходной щине, и согласующего транзисто7& pa, коллектор которого через последовательно включенные резисторы датчика тока подключенj к вспомогательному источнику питани , а его база - к выхоцу усилител посто нного тока с узлом срав нени и к коллектору защитного транзистора , отличаюшийс тем, что, с целью повышени надежности стабилиза тора и расширени его функциональных возможностей, в него введены реле вре- мени, разделительный диод и сдвоенный резисторный оптрон, анод светодиода которого непосредственно, а одни из вывоаов его резисторов через ограничитель ные резисторы подключены к положитель- ной шине вспомогательного источника питани , другие выводы резисторов оптрона подключены соответственно к базе &4 защитного транзистора и к входу реле времени, выхоа которого через разделительный диод подключен к коллектору согласующего транзистора, причем катод светодиода оптрсжа подключен к точке соединени резисторов датчика тока, а база заиштного транзистора через резистор и его эмиттер непосредственно подключены к выходу регулирующего транзистора . Истошики информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Штнльман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напр жени . Киев, 1976, с. 133, рис. 35 ж. 15 applications due to the impossibility of using the current overload protection and short circuit protection node for other types of voltage regulators that do not have a connection to the base of the matching transistor through the collider mitter of the amplifying transistor with a common busbar, and the absence of the possibility of completely disconnecting the voltage regulator from mains in case of prolonged overcurrent or short circuit at the output of the stabilizer. The last drawback is the common al of all voltage regulators with protection against overcurrent and short circuits with the self-eerate. In case of an overcurrent overload or short circuit at the output of the stabilizer, the latter operates in emergency mode at which the dissipated power at the regulating element exceeds the rated dissipation power at the regulating element. Prolonged useless operation of a working voltage regulator with a faulty load can lead to failure of the stabilizer itself. Therefore, protection against overcurrent and short circuits should satisfy the following contradictory requirements: - on the one hand, to ensure that the voltage regulator automatically returns to the normal stabilization mode when self-terminating a short-term current overload or short-circuiting at the stabilizer output, - on the other hand, to ensure that the stabilizer is completely disconnected from the mains during a prolonged current overload or short circuit at the stabilizer output. Moreover, the maximum duration of the overload should be established based on the specific operating conditions of the device. The aim of the invention is to increase the reliability of the device and the expansion of its functionality. The goal is achieved by introducing a time relay, a dividing diode and a dual resistor optocoupler with an overcurrent protection, the anode of the LED which is directly connected, and one of the terminals of its resistors is connected to the positive terminal of the auxiliary power supply. Other outputs of the resistors of the optocoupler are connected respectively to the base of the protective transistor and to the input of the time relay, the output of which is connected to the collector via the coupling diode caressing transistor, the cathode of the optocoupler's LED connecting the current sensor to the connection point of the resistor, and the base of the protective transistor through the resistor and its emitter to the direct output are controllably connected to the common transistor. The drawing shows an electrical circuit of a constant voltage regulator with overcurrent protection. The stabilizer comprises an integral control element connected in series to a positive output bus consisting of a control transistor 1 connected by a collector to the input voltage regulator bus and a matching transistor 2, a DC amplifier 3 with comparison node, a current sensor 4 and a protection transistor 5, and the collector of the matching transistor 2 through the current sensor 4, consisting of series-connected resistors 6 and 7, is connected to the positive output bus of the auxiliary power source, ness inusova output of which is connected to the positive output schine stabilizer matching base of transistor 2 via the collector-emitter of the protective transistor 5 is coupled to the emitter of regulator transistor 1 and the positive output schinoy stabilizer relay 8 time. connected to the output busbars of the auxiliary source, a dual resistor optocoupler 9, the anode of the LED 1O of which is directly connected to the positive output of the auxiliary power source, and the cathode to the connection point of resistors 6 and 7 of the current sensor 4, the base of the protective transistor 5 and the input of time relays 8 through appropriate photoresistors 11 and 12 of the optocoupler 9 and limiting resistors 3 to 1.4 are connected with. the positive output of the auxiliary power source, the collector of the matching transistor 2 and the resistor 6 of the current sensor 4 are connected to the output of the time relay 8 via the isolation diode 15. The time relay 8 is made on a single junction transistor 16, thyristor 17, time specifying a capacitor 18, shunted by a resistor 19, and an actuating element 20. The device operates as follows. In the absence of an overcurrent or short-circuit stabilizer output, the collector current of the matching transistor 2 flowing through the resistor 7 and sensor 4 of the current creates a paired voltage of 54 on it, insufficiently turning on the resistor 10 of the resistor rptron 9 to turn on. The high ifeMHOBoe resistance of the photoresistor 11 of the optocoupler 9 does not allow the protective transistor 5 to be turned on, and it is in the off state and has no effect on the operation of the stabilizer. The limiting resistor 14, the photoresistor 12 of the optocoupler 9 and the resistor 19 form a voltage divider so that when the LED of the optocoupler 9 is off, the voltage level at the emitter of the single junction transistor 16 of the time relay 8 is significantly lower than the response threshold of the single junction transistor. The thyristor 17 and the control element 20 of the time relay 8, the separation diode 15 are in the off state. If the load current exceeds the maximum permissible value, the voltage drop across the resistor 7 of the current sensor 4 becomes sufficient to turn on the LED of the optocoupler 9. Turning on the latter leads to a significant decrease in the resistance values of the photoresistors 11 and 12 of the optocoupler 9, which in turn is accompanied by the opening of the protective transistor 5 By closing the regulating 1 and matching 2 transistors, the voltage stabilizer starts operating in the current stabilizer mode, at which the LED 1O of the optocoupler 9 remains on nom state. At the same time, the charge from the auxiliary power source begins to charge the capacitor 18 through the limiting resistor 14 and the photoresistor 12 of the optocoupler 9. When the short-term current overload or short circuit at the stabilizer output is self-eliminating, the collector current of the matching transistor 2 decreases, which leads to the disconnection of the LED 1O of the optocoupler 9 and a sharp increase in the resistance values of the photo resistors 11 and 12 of the optocoupler 9. The protection transistor 5 is closed and the stabilizer automatically returns to normal stabilizing press. An increase in the resistance value of the photoresistor 12 leads to the termination of the charge of the capacitor 18 of the time relay 8 from the auxiliary power source. The voltage level on the capacitor 18 of the relay 8 time, not reaching the trigger level of the unijunction transistor 16 of the relay 8 time, begins 94 to decrease due to the discharge of the latter through the resistor 19. The low voltage level is set on the capacitor 18 - which is due to a prolonged current overload or short circuit on the voltage regulator for a time the driver capacitor 18 reaches a level equal to the threshold of activation of the unijunction transistor 16 time relay 8. The latter generates a positive pulse, including thyristor 17. Transition of thyristor 17 to conducting state leads to switching on of coupling diode 15, to complete closing of regulating 1 to matching 2 transistors and to hold LED O 9 in turn on, to switch on actuator 2O, disconnecting; power supply voltage regulator. The duration of the stabilizer in emergency mode can be adjusted within wide limits depending on the choice of the limiting resistor 14, the time of the master capacitor 18, the resistor 19, the trigger time of the transistor 16 of the time relay 8 and the output voltage of the auxiliary power source. Thus, protection against overcurrent and short circuits in this device provides automatic return of the voltage regulator to the normal stabilization mode when self-eliminating a short-term current overload or a short shunt at the stabilizer output, complete disconnection of the voltage regulator from the mains during long-term overload. due to current or short circuit at the output of the stabilizer, and also regulation of the duration of the stabilizer in emergency mode over a wide range by means of rel e time This protection against overcurrent and KojxJTKHx short-circuits provides increased reliability of the device and extends its functionality. Formula of a voltage and a DC voltage stabilizer with overcurrent protection, containing a composite control element included in the positive output terminal, consisting of a control transistor connected by a collector to the input bus, and a matching transistor 7 & pa, the collector of which is connected via a series of resistors of the current sensor to an auxiliary power source, and its base is connected to the output of a dc amplifier with a comparison node and to a collector of a protective transistor, in order to increase the reliability of the stabilizer and expand it functionality, a time relay, an isolating diode and a dual resistor optocoupler, the LED anode of which is directly introduced, and one of the outputs of its resistors through limiting resistors They are connected to the positive bus of the auxiliary power source, the other terminals of the optocoupler resistors are connected respectively to the base & 4 of the protection transistor and to the input of the time relay, the output of which is connected to the collector of the matching transistor through a separating diode, and the cathode of the LED of the resistor is connected current, and the base of the transistor through the resistor and its emitter is directly connected to the output of the regulating transistor. The sources of information taken into account in the examination 1. Shtnlman V. I. Microelectronic voltage regulators. Kiev, 1976, p. 133, fig. 35 g
2.Авторское свидетельство СССР Ml 635479, кл. G 05 F 1/58, 1977.2. USSR Author's Certificate Ml 635479, cl. G 05 F 1/58, 1977.