Ключевой стабилизатор напряжения с электронной защитой от перегрузки Советский патент 1985 года по МПК G05F1/569 

Изобретение отнхк:ится к электротехнике и может использоваться в качестве источника питания. Известны ключевые стабилизаторы напряжения с электронной защитой от перегрузки по току, содержащие в качестве датчика тока измерительные резисторы С|. Недостатком таких стабилизаторов является поняженньШ КПД из-за расхода мощности на резисторе - датчике тока. Наиболее близким техническим реше нием к Изобретению является ключевой стабилизатор напряжения с электронной защитой от перегрузки по току, содержащий регулирующий элемент, включенный силовыми вьгеодами между вкодной клеммой и выходным LCD-фильт ром, дроссель которого- вьшолнен с до полнительной обмоткой, первьй вьшод которой соединен с началом основной обмотки, узел управления, подключенный первым входом между выходной клеммой и общей шиной, а выходом соединен с входом регулирунщего элемента, пороговый узел, выходной выво которого подключен к второму входу узла управления, один из входных выводов - к концу основной обмотки дросселя,.а другой входной вьшод ко второму выводу дополнительной обмотки t2l. Недостатками устройства являются повышенные габариты и вес, что связано с увеличенным расходом мощности на силовых элементах в режиме защиты так как ограничение роста тока через регулирующий элемент проводится на уровне, превышающем порог срабатывания, поэтому мощность, рассеиваемая на силовых элементах в режиме защиты, выше, 4ei:i в номинальном режиме. Цель изобретения - снижение веса и габаритов ключевого стабилизатора с электронной защитой от перегрузки по току путем снижения мощности, рас сеиваемой на силовых элементах в режиме защиты. Указанная цель достигается тем, что ключевой стабилизатор напряжения с электронной защитой от перегрузки, содержащий регулирунщий элемент, йключеннный силовыми вьго одами между входной клеммой и выходным LCn-фильт poMj дроссель которого вьтолнен сдополнительной обмоткой, первый вы вод которой соединен с началом основ ной обмотки, узел управления, подключенный первым входом между выходной клеммой и общей шиной, а выходом соединенный с входом регулирукщего элемента, пороговый узел, выходной вьгоод которого подключен к второму входу узла управления, введены диод, делитель напряжения с двумя промежуточными отводами и клемма для подключения к источнику идентичной полярности с входным-напряжением, с которой: соединен один из крайних выводов делителя напряжения, а его первьй промежуточный отйод подключен через анод-катод диодного элемента ко второму вьтоду дополнительной обмотки дросселя, а второй промежуточный отвод делителя напряжения подключен непосредственно ко второму входному вьгооду порогового узла, соединенному через конденсатор с первьй входным вьюодом порогового узла, соединенного с выходом клеммой, а другой крайний вьшод делителя напряжения подключен в стабилизаторе с входным напряжением, совпадающем по полярности с входным напряжением, - к общей точке схемы, а в стабилизаторе, противоположном по полярности входному напряжению, - к вь&одной клемме. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема ключевого стабилизатора напряжения с электронной защитой от перегрузки; на фиг.2 - вариант вьтолнения ключевого стабилизатора при малых изменениях входного напряжения, в котором вольтодобавочный источник исключен, а делитель напряжения подключается к входной и выходной клемме. Схемы содержат регулирующий элемент 1, включенный силовыми вьшодами между входной клеммой 2 и выходным LCD-фильтром, состоящим из коммутирующего диода 3, выходного конденсатора 4 и дросселя, выполненного с основной 5 и дополнительной 6 обмотками, при этом первый вьгоод обмотки 6 соединен с началом основной обмотки, узел управления 7, включен ный между выходной клеммой 8, общей шиной и регулирующим элементом 1, пороговый узел , выходной вьшод которого подключен к узлу управления 7, а один из входных вьгоодов к концу основной обмотки 5, делитель напряжения 10, 11. и 12 с двумя промежуточными отводами, первый крайний вывод которого подключен к вольтодобавочному источнику. второй крайний к общей шине 13 (фиг. 1) или к входной 2 и выходной 8 клеммам (фиг, 2), причем перBbtfi промежуточный отвод подаслючен через анод-катод диодного элемента 14 ко второму вьшоду дополнитель ной обмотки 6 дросселя, а второй промежуточный отвод подключен непосредственно ко второму выходному вы воду порогового узла, соединенному через конденсатор 15 с первым входным выводом порогового узла, клемму 16 для подключения вольтодобавоч ного источника. В .качестве диодного элемента мож быть выбран диод или стабилитрон на определенное напряжение в зависи мости UT условий согласования порогового устройства, делителя и обмоток дросселя, а также из условия термокомпенсации порога срабатывани зарщты. Устройство работает следующим об разом. В режиме стабилизации напряжения т.е. в нормальном рабочем режиме, ток на входе делителя разделяется на две составляющие, одна из которы протекает через диодный элемент 14 обмотки 6 и, 5, а другая протекает через резисторы 11 и 12; делитель напряжения выбирается таким образом что напряжение между точками d и 5, т.-е. напряжение на входе порогового узла, соответствует запиранию послед него. Конденсатор 15 обеспечивает запирание порогового узла при включ 94 НИИ стабилизатора и общую помехо- . устойчивость схемы защиты.-Узлы схе- , мы, вьтолняющие в Совокупности фунцию преобразования и стабилизации напряжения, взаимодействуют между собой известным образом. При превышении током нагрузки порогового значения, которое выбирается близким к номинальному току нагрузки за счет падения напряжения на активном сопротивлении обмотки 5, диодный элемент призакрывается, падение напряжения на нем увеличивается, что приводит к открыванию порогового узла, который в свою очередь запирает рё гулирующий элемент 1. Это приводит к падению напряжения на выходе, еще больше открывающему пороговый узел, в результате ток в нагрузке резко уменьшается, снижая расход мощности на силовых элементах 1 и 3. При увеличении сопротивления нагрузки стабилизатора до номинальной напряжение на выходе возрастает и пороговьй узел вновь закрывается, открывая регулирующий элемент. Схема возвращается в первоначальное состояние. Благодаря сниженному расходу мощности на силовых элементах в режиме перегрузки по току (в том числе и коротком замыкании в нагрузке) проектирование теплоотводов силовых элементов проводится на мощности. Соответствующей величине нагрузки близкой к номинальной, что позволяет снизить вес и габариты устройства.

С5 Я

КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЭЛЕКТРОННОЙ ЗАГЦтаОЙ t)T ПЕРЕГРУЗКИ, содержащий регулирукнций элемент, включенный силовьми выводами между входной клеммой и выходным LCD-Фильтром, дроссель которого выполнен с дополнительной обмоткой, первьй вывод которой соединен с началом основной обмотки, узел управления, подключенный первым входом между выходной клеммой и общей шиной, а выходом соединенный с входом регулирующего элемента, пороговый узел, выходной вывод которого подключен к второму входу узла управления, отличающийся тем, что. с цепью повышения КЦД с одновременным уменьшением массы и объема, в него введены диодный элемент, делитель напряжения с двумя промежуточными отводами и клемма для подключения к источнику идентичной полярности с входным напряжением с которой соединен один из крайних выводов делителя напряжения, а его первый промежуточный отвод подключен через анодкатод диодного элемента ко второму выводу дросселя, а второй промежуточный отвод делителя напряжения подключен непосредственно ко второму вхоДг ному выводу порогового узла, соединенному через конденсатор с первым входным вьшодом порогового узла, (Л соединенного с выходной клеммой, а другой крайний вывод делителя напряжения подключен в стабилизаторе с выходным напряжением, совпадакнцем по полярности с входным напряжением, к общей точке схемы, а в стабршизаторе, противоположном по полярности входному напряжению, - к-выходной клемме.

J

2

со

ш

iD

tiH

ГЧ

° Г1

и