Преобразователь постоянного напряжения с защитой от перегрузок Советский патент 1983 года по МПК H02H7/12 H02M3/335 G05F1/64 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эммитер и база транзистора соединены с общим выводом преобразователя через эммитерный и базовый резисторы соответственно.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗМ1ИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержаощй блок управления, усилитель мсманости, на выход которого подключены последовательно соединенные первичные трансформатора тока и выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через силовой выпрямитель и фильтр соединена с выходным выводом и через цепь обратной связи с управ- - --.:..-. ТНлЧ:ГГ|,-;;д. i ляющим входом блока управления, второй вход которого подсоединен к источнику опорного напряжения, и транзистор, эммитер которого соединен с общим выводом преобразователя, база через резистор и дополнительный выпрямитель - с вторичной обмоткой трансформатора тока, шунтированной нагру зочным резистором, а коллектор через токозадающий резистор соединён с входным выводом преобразователя и через диод - с управлякисим входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования заданной нагрузочной характе- р ристики, введен корректирующий ре- Ш зистор, включенный между базой укаV) занного транзистора и выходным выводом преобразователя, и пусковой с резистор, включенный между базой транзистора и указанным ВХОДНЕАЧ выводом . со

Изобретение относится к электротехнике, в Частности к вторичным источникам питания, и может быть ис пользовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники. Известен стабилизатор напряжения /с защитой, от перегрузок и коротких замыканий, содержащий включенный последовательно в выходную шину регу лирующий оргар, подсоединенный параллельно выводам Для подключения нагрузки, усилитель обратной связи, к одному входу которого подключен опорный, а к. другому,- измерительный элементы, выход усилителя обратной связи через широтноимпульсный модулятор соединен с входом регулирующего органа, и исполнительный узел1;1 и Г2 . Недостатком известного импульсного стабилизатора является влияние датчика тока на параметры стабилизатора, сложность технической реализации датчика в стабилизаторах с большими токами нагрузки и при малых выходных напряжениях. Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь напряжения с защитой от перегрузок, содержащий блок управ ления, усилитель мощности, на выход которого подключены последовательно соединенные первичные обмотки трансформатора тока и выходного тран форматора, вторичная обмотка которого через силовой выпрямитель и фильтр соединена с эыходньм выводом и через цепь обратной связи с .управляющим входом блока управления, второй вход которого подсоединен к ИСТОЧНИКУ; опорного.напряжения, и транзистор, эммитер которого соедине с о&цим выводом преобразователя, баз через резистор и дополнительный выпр митель - с вторичной обмоткой трансформатора шунтированной нагрузочным резистором, а коллектор через токозадающий резистор соединен с вых ным выводом прере5разователя и через диод с управляющим входсмл блока управленияНедостатком указанного устройства являете возрастание тока яо вторичной обмотке выходного трансформатора в режиме, близком к короткому замыка нию до величины, в 1,5-2 раза превышающей его номинальное значение. Объясняется это тем, что канал ограничения выходного тока работает в следящем режиме и не обеспечивает полного ограничения выходного тока вследствие конечного коэффициента усиления системы стабилизации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем формирования заданной нагрузочной характеристики. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения с защитдй от перегрузок, содержащий блок управления, усилитель мощности, на выход которого подключены последовательно соеди- ;ненные первичные обмотки трансформатора тока и выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через &« ловой выпрямитель и фильтр соедине-на с выходным выводом и через цепь обратной связи с управляющим входом блока управления, второй вход которого подсоединен к источнику опорного напряжения, и транзистор, эммитер которого соединен с общим выводом преобразователя, база через резистор и дополнительный выпрямитель - с вторичной обмоткой трансформатора тока, шунтированной нагрузочным резистором, а коллектор через токозадающий резистор соединен с входным выводом преобразователя и через, диод - с управляющим входом блока управления, введен корректирующий резистор, включенный между базой указанного транзистора и выходным выводом преобразователя, и пусковой резистор, включённый между базой и yKa3aHHbavi входным выводом, Кроме того, эмиттер и база трансФорматора соединены с общим выводом преобразователя через эмиттерный и базовый резисторы соответственно. На фиг. 1 представлена электрическая схема преобразователя напряжения; на фиг. 2 - его нагрузочная характеристика. Преобразователь содержит усилитель мощности 1, который через выходной трансформатор 2, выпрямитель 3 и-фильтр 4 соединен с выходным -выводом для подключения нагрузки 5,блок управления 6, первым входом через цепь обратной связи 7 подключенный к выходному выводу, вторым - к входу опорного источника 8, а выходом - к входу усилителя мощности. Вторична обмотка трансформатора тока 9 подключена к нагрузочному резистору 10 через дополнительный выпрямитель 11 и резистор 12 - к базе транзистора 13, которая через корректирующий резистор 14 подключена к выходному выводу, а через пусковой резистор 15 к входному выводу. Эмиттер транзистора через эмиттерный резистор 16 подключен к общему, выводу, а коллектор через токозалающий резистор 17 - к входному выводу. Кроме того, база транзистора через базовый резистор 18 и конденсатор 19 подключена к обедему выводу, а коллектор к первому входу блока управления - через диод 20. Устройство работает следу1бщим образом. При отсутствии на выходе источник питания перегрузки или короткого замыкания блок 5шравления 6 производит постоянный контроль величины выходно гр напряжения и сравнения его с на.пряжением опорного источника 8. j импульсы с переменной скважностью через усилитель MOJOHOCTH 1 и выходно трансформатор 2 поступают на выпрями тель 3 и фильтр ..4, где происходит выделение постоянной составляющей напряжения, которая подается на нагрузку 5. Напряжение, пропорциональн величине тока, через первичную, обмотку выходного трансформаторами снимаемое с вторичной обмотки трансформатора тока 9, через выпрямитель 11 и резистор 12 поступает на базу транзистора 13 и подзапирает его. В исходном состоянии, при отсутствии перегрузки, транзистор находится в наеыщенном состоянии базовом током, протекающем через корректирующий резистор, 14 от выходного напряжения. Диод 20 заперт разностью потенциалов между первым входом блока управления б и коллектором транзистора 13. Увеличение тока нагрузки вьлае допустимой величины, задаваемой лара метрами схемы, приводит к увеличению напряжения на выходе выпрямител-я 11, которое своим через резистор Г2запирает транзистор 13. Повышение коллекторного напряжения приводит к открытию диода 20 и повышению напряжения на первом входе блока управления б. Выходное напряжение источника питания снижается, чем обеспечивается ограничение тока через нагрузку. Формирование требуемой нагрузочной характеристики обеспечивается путем введения положительной обратной связи с выхода источника питания на баЗУ транзистора через корректирующий резистор 14. Путем подбора, параметров элементов схемы выходную характеристику токовой защиты удается получить желаемой формы вплоть до снижения тока нагрузки до нуля в режиме короткого замыкания. Пусковой резистор 15 предназначен для надежного насыщения транзистора 13.в момент включения источника питания с целью обеспечения его запуска, базовый резистор 18 служит для улучшения температурной стабильности нагрузочной характеристики. Конденсатор 19 включен в ка-. честве сглаживающего фяпътра. Исходя из 6ajiaHca токов в базовой цепи и учитывая, что сумларная величина коэффициента усиления схемы управления в общем случае 1, найдем зависимость тока срабатывания защиты от параметров схемы нсрфоп MliK. Ra бэ-К,Г Яэ где и„„ - падение напряжения на диоде 20; падение напряжения, на выпрямителе 11;. падение напряжения на баэо эмиттерном переходе тран- .зистора 13; - сопротивление токозадаюшего резистора 17; - сопротивлен15е эМкттерного резистора Гб; сопротивление пускового резистора 15; соп1 К тивление резистора 12; сопротивление нагрузочного ре-: зистора 10;, суммарное сопротивление всех пара.пл.ельно включенных базовых резисторов; суммарный коэффициент трансформации силового трансформатора и трансформатора тока. Вч случае равенства , Величина питающего напряжения Е исключается из выражения и не оказывает на стабильность параметров выходной характеристики токовой защиты. Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональные возможности преобразователя с защитой от перегрузок путем фоЕ 1ирования за-о данной нагрузочной характеристики.

0t/f.i