СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ДВУХПОЛЯРНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G05F1/569 G05F1/573 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электропитания.

Известны двухполярные источники электропитания с защитой от перегрузок по току. В источнике напряжения постоянного тока с разнополярным выходом, содержащем два стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из последовательно включенных в силовую шину регулирующих элементов, усилителей обратной связи и блоков защиты, выполненных на резистивных датчиках перегрузки, включенных в силовые шины, двух оптопар, в которых светоизлучатель одной из них связан с фотоприемником другой, а также двух диодных развязок [1].

Недостатком известного устройства является отсутствие защиты от перенапряжения на регулирующем элементе и индикации аварийных режимов.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство, содержащее два стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из последовательно включенного в силовую шину регулирующего транзистора, усилителя обратной связи и блока защиты от аварийного режима, включенного на резистивном датчике перегрузки и транзисторной оптопаре, в которой эмиттер транзистора оптрона блока защиты каждого из стабилизаторов подключен к одному из выводов резистивного датчика перегрузки через светодиод оптрона противоположной полярности [2].

Недостатком такого устройства являются достаточно большое напряжение на датчике тока за счет двух последовательно включенных p-n-переходов - светодиода и эмиттер - база фототранзистора, нелинейность характеристики аварийного режима за счет светодиода, отсутствие защиты и контроля от перенапряжения на регулирующих элементах и невозможность одновременного отключения при наличии нескольких одноименных стабилизаторов.

Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизированном двухполярном источнике электропитания, содержащем два однополярных стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из последовательно включенного в силовую шину регулирующего транзистора, усилителя обратной связи и блока защиты от аварийного режима, выполненного на резистивном датчике перегрузки и оптотранзисторе, коллектор фототранзистора которого подключен к управляющему входу регулирующего транзистора, в каждом блоке защиты параллельно регулирующему транзистору подключена цепь, состоящая из последовательно включенных ограничительного резистора, порогового элемента и светоизлучателя оптотранзистора, причем в первом блоке защиты в указанную цепь включен светоизлучатель второго оптотранзистора, а во втором блоке защиты в указанную цепь включен светоизлучатель первого оптотранзистора, параллельно пороговому элементу и светоизлучателю оптотранзистора подключен конденсатор задержки, фототранзистор первого оптотранзистора эмиттером и базой подключен к первому датчику перегрузки, а фототранзистор второго оптотранзистора эмиттером и базой подключен к второму датчику перегрузки, причем датчик перегрузки, регулирующий транзистор и указанная цепь из последовательно включенных ограничительного резистора, порогового элемента и светоизлучателя оптотранзистора включены таким образом, что при перенапряжении включается ограничительный элемент и начинает протекать ток через ограничительный элемент.

Устройство отличается и тем, что последовательно с каждым светоизлучателем оптотранзистора блока защиты от аварийного режима включен светодиод.

Устройство отличается также тем, что в каждую из силовых шин включен ключ, управляемый упомянутыми выше оптотранзисторами.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства для одного двухполярного стабилизатора; на фиг. 2 - схема включения блока защиты при наличии двухполярных стабилизаторов.

Устройство фиг. 1 содержит два однополярных стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из включенного последовательно в силовую шину регулирующего транзистора 1, 1', усилителя обратной связи 2, 2', блока защиты от аварийного режима 3, 3', содержащего резистивный датчик перегрузки по току 4, 4', ограничительный резистор 5, 5', пороговый элемент 6, 6', оптотранзистор 7, 7', включающий в себя светоизлучатель 8, 8' и фототранзистор 9, 9', светодиод 10, 10' и конденсатор задержки 11, 11', причем элементы 6, 8', 10 и 5 (6', 8, 10', 5') включены последовательно между собой и параллельно точкам ab (a', b') силовой шины, а параллельно элементам 6, 8', 10 (6', 8, 10') подключен конденсатор 11 (11'). На фиг. 2 изображена часть цепи между точками ab одного канала (аналогичная цепь относится и к точкам a'b' датчика 4'). При наличии двухполярных стабилизаторов, каждый из которых содержит два канала, между эмиттером и базой включен датчик тока, номер которого совпадает с номером канала, а светоизлучатель в параллельной ветви представляет собой элемент следующего по счету канала, например в третий канал включен светоизлучатель четвертого канала (8') и т.д., а в n-й канал включен светоизлучатель первого оптотранзистора 8'. При этом каждый однополярный стабилизатор представляет собой канал, имеющий соответствующий номер.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы напряжения на датчиках 4 и 4' недостаточны для включения фототранзисторов 9 и 9', светоизлучатели 8 и 8' отключены (ток через них не протекает) и двухполярный источник электропитания выполняет свои основные функции.

При перенапряжении, например, на первом канале включается ограничительный элемент 6, начинает протекать ток через светоизлучатель 8', включается (т. е. переходит в линейный режим регулирования) фототранзистор 9', напряжение на регулирующем транзисторе 1' увеличивается, включается ограничительный элемент 6', затем светоизлучатель 8, фототранзистор 9, увеличивается напряжение на элементе 1, т.е. происходит лавинообразное уменьшение выходного напряжения на обоих каналах. Для уменьшения ложных срабатываний в момент включения, при переходных процессах служат конденсаторы 11, 11'. При необходимости отключения силовых шин в оптотранзисторах 7 и 7' используются дополнительные фототранзисторы, включающие элементы 12, 12', находящиеся последовательно в силовых шинах.

При наличии n двухполярных стабилизаторов (фиг. 2) и аварийных режимах в любом из них при срабатывании любого светоизлучателя, например 7₂' , срабатывают последовательно все оптотранзисторы, включая n-й, т.к. светоизлучатель 1'-го канала 7 включен в узел 3 первого канала n-го стабилизатора.

Таким образом, осуществляются комбинированная защита и контроль двухполярных стабилизированных источников электропитания. Приведенные сведения подтверждают возможность осуществления предлагаемого изобретения.

Устройство используется в источниках электропитания. При наличии неисправности нагрузка отключается от стабилизированного источника. Возможны отключение силовых шин и индикация неисправного канала. Сущность изобретения заключается в том, что параллельно токовым датчикам каждого канала подключен переход эммитер-база фототранзистора, коллектор которого подсоединен к управляющему входу регулирующего элемента, а светоизлучатель включен параллельно регулирующему элементу противоположного канала. Использование изобретения позволяет упростить конструкцию и расширить функциональные возможности источника электропитания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Стабилизированный двухполярный источник электропитания, содержащий два стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из последовательно включенного в силовую шину регулирующего транзистора, усилителя обратной связи и блока защиты от аварийного режима, выполненного на резистивном датчике перегрузки и оптотранзисторе, коллектор фототранзистора которого подключен к управляющему входу регулирующего транзистора, отличающийся тем, что в каждом блоке защиты параллельно регулирующему транзистору подключена цепь, состоящая из последовательно включенных ограничительного резистора, порогового элемента и светоизлучателя оптотранзистора, причем в первом блоке защиты в указанную цепь включен светоизлучатель второго оптотранзистора, а во втором блоке защиты в указанную цепь включен светоизлучатель первого оптотранзистора, параллельно пороговому элементу и светоизлучателю оптотранзистора подключен конденсатор задержки, фототранзистор первого оптотранзистора эмиттером и базой подключен к первому датчику перегрузки, а фототранзистор второго оптотранзистора эмиттером и базой подключен к второму датчику перегрузки, причем датчик перегрузки, регулирующий транзистор и указанная цепь из последовательно включенных ограничительного резистора порогового элемента и светоизлучателя оптотранзистора включены таким образом, что при перенапряжении включается ограничительный элемент и начинает протекать ток через ограничительный элемент. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что последовательно с каждым излучателем оптотранзистора блока защиты от аварийного режима включен светодиод. 3. Источник по п.1, отличающийся тем, что в каждую из силовых шин включен ключ, управляемый упомянутыми оптотранзисторами.