Стабилизирующий источник электропитания Советский патент 1985 года по МПК G05F1/565 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для электропитания устройств автоматики, :вычислительной техники и средств связи повышенной надежности. Цель изобретения - повьпиение надежности защиты и уменьшение габаритов стабилизирующего источника электропитания. На чертеже дана электрическая схе-10 ма стабилизирующего источника электр питания. Схема содержит регулирующий орган состоящий из выпрямительно - коммути рующего моста 1 на диодах. Одна его диагональ включена последовательно в силовую цепь передачи электроэнергии между одной из клемм 2 для лод. ключения питающего напряжения и одно из выходных клемм 3 стабилизирующего источника5 а другая - параллельно вы водам паргшлельно включенных транзис торов 4 силовой части регулирующего органа. В эмиттерные цепи указанных транзисторов включены токовыравнива ющие резисторы 5,а управляющие вывод этих транзисторов соединены через транзистор 6 согласующей части регулирующего органа и ограничивающий резистор 7 с положительным выводом служебного источника электропитания. Последний состоит и- входного трансформатора 8, первичная обмотка котор го подключена к клеммам 2, 9 для подключения стабилизирующего источни ка к сети,вторичная - выполненная со средней точкой, через мостовой выпрямитель 10 на диодах и RC-фильтры на резисторах 11, 12 и конденсато рах 13и 14-к питающим клеммам схемы управления 15, а средней вывод трансформатора 8 соединен с точкой, обьединяющей токовьгравнивающие резисторы 5. Выход схемы управления 15 стабилизатором подключен к управляющему входу транзистора 6 .согласующей части регулирующего органа, а вход через датчик напряжения 16 и выпрямительный мост 17 - к вторичной обмотке выходного трансфор матора 18, первичная обмотка которого подключена к выходным клеммам 3, 19 стабилизирующего источника. Имеется также каскад защиты, содержащий ждущий мультивибратор на транзисторах 20, 21, подключенный между положительным выводом служебного источника питания и средним выводом 11 12 вторичной обмотки входного трансформатора 8 исполнительньй каскад на транзисторе 22, измерительный делитель напряжения на резисторах 23 и 24 и цепь плавного запуска на конденсаторе 25, включенном между управляющим входом транзистора 6 согласующей части регулирующего .органа и средним выводом вторичной обмотки входного трансформатора 8; коллектор входного транзистора 20 мультивибратора через делитель напряжения на резисторах 26 и 27 соединен с переходом база - эмиттер транзистора 21, коллектор которого через последовательную цепь, состоящую из времязадающего конденсатора 28 и резистора 29, соединен с базой входного транзистора 20 мультивибратора и входом делителя напряжения на резисторах 23 и 24, а через делитель напряжения на резисторах 30 и 31 - с базово - эмиттерным переходом транзистора 22 исполнительного каскада. Коллектор этого транзистора через ограничивающий резистор 32 соединен с управляющим входом транзистора 6 согласующей части регулирующего органа стаби- . лизирующего источника. Общая точка времязадающей цепи на конденсаторе 28 и резисторе 29 через диод 33, включенный в обратном направлении, додключена к средней точке вторичной обмотки входного трансформатора 8. Стабилизирующий источник электропитания работает следующим образом,При подключении стабилизируюЩе- го источника к источнику электроэнергии образуется цепь питания базы транзистора 6 согласующей части регулирующего органа от вторичной обмотки трансформатора 8 через выпрямитель 10,RC - фильтры на резисторах 11, 12 и емкостях 13 и 14 и схему управления 15. В результате транзистор 6 согласующей части регулирующего органа открывается и образует цепь питания баз транзистогров 4, последние открываются, питание через выпрямительно - коммутирующий мост 1 и открытые транзисторы -4 силовой части регулирующего органа подается к выходным клеммам 3, 19 стабилизирующего источника. Поскольку к управляющему входу транзсторов 6 и 4 регулирующего органа подключен конденсатор 25, а в эмиттерных цепях транзистора 4 имеются токовыравнивающие резисторы 5, то по мере заряда конденсатора 25 осуществляется плавное нарастание тока через транзисторы регулирующего органа, а следовательно, и величины напряжения, подаваемо го на выход стабилизирующего источника; скорость нарастания тока и напряжения зависит от выбора величин емкости конденсатора 25, резисторов 5 и величины тока заряда конденсатора 25. Таким образом , в схеме осуществляется процесс плавного пуска стабилизирующего источника, что исключает броски тока через транзисторы регулирующего органа в момент включения. При Изменении напряжения на выходе стабилизирующего источника электр питания, вызванного изменением напря жения системы электропитания, изменя ется напряжение на вторичной обмотке трансформатора 18, а следовательно, и на .датчике напряжения 16. Сигнал, снимаемый с датчика 16, подается на вход схемы управления 15, соединенно с управляющим входом транзистора 6 согласующей части регулирующего орга на, на выходе которой вырабатывается сигнал, приводящий за счет изменения внутреннего сопротивления транзисторов регулирующего органа к компенсации изменения выходного органа напря жения. При возникновении перегрузки или короткого замыкания возрастает и ток через транзисторы 4 силовой части регулирующего органа, а следователь но, и через токовьфавнивающие резисторы 5, что приводит к возрастанию потенциала на базах транзисторов 4 относительно среднего вывода служебного источника, параллельно которьм подключен измерительный делитель напряжения на резисторах 23 и 24. Как только величина тока достигает порогового значения, открывается входной транзистор 20 мультивибратора и через делитель на резисторах 27, 26 образуется цепь питания базы транзистора 21-, который, открываясь через конденсатор 28 и резистор 29 образует дополнительную цепь питания входного транзистора 20, что приводит к еще большему его открыванию. а следовательно и большему открь ванию второго транзистора 21 мультивибратора. Образуется лавинообразный процесс перевода транзисторов 20 и 21 из режима отсечки в режим насыщения. Одновременно транзистор 21 через делитель на резисторах 30, 31 подает питание на базу исполнительного каскада на транзисторе 22. Последний, открываясь, шунтирует базовый ток транзистора 6, транзисторы регулирующего органа закрываются, отключая питание от потребитепя, и одновременно разряжает емкость конденсатора 25, подготавливая ее к новому циклу включения стабилизирутащего источника с плавным запуском. Поскольку транзисторы 20, 21 ждущего мультивибратора открыты, происходит заряд емкости 28, определяющий время состояния отсечки транзисторов регулирующего органа при перегрузке или коротком замыкании в потребителе. По мере заряда конденсатора 28 уменьшается зарядный ток, втекающий в базу транзистора 20. В результате от закрывается и закрывает транзистор 21. Конденсатор 28 начинает разряжаться через резисторы 30, 31 и развязывающий диод 33, причем транзистор 22 остается некоторое время открытым, а затем начинает плавно закрываться, осуществляя тем самым плавный заряд конденсатора 25, т.е. плавное изменение напряжения на базе согласующего транзистора 6 регулирующего органа, что и обеспечивает плавный пуск схемы. Если перегрузка или короткое замыкание пропадает, то схема автомати- ; чески возвращается в исходное состояние; если имеет место стационарное короткое замыкание или перегрузка - то как только ток через транзисторы 4 достигает порогового значения, снова происходит срабатывание каскада заиты и осуществляется лавинообразный перевод .транзисторов регулирующего органа из активного режима в режим отсечки, чем обеспечивается надежная х защита от токовьк перегрузок и оротких замыканий в потребителе. Таким образом, в схеме осуще.ствлен, процесс плавного пуска стабилизирущего источника, исключающий броски тока через транзисторы регулирущего органа в момент включения,а такр. чсНфективная защита от перегрузок

511793016

и коротких замыканчй,мгновенно перево- р.егрузки порогового.значения с последящая транзисторы регулирующего орга- дующим автоматическим повторно - кратна в режим отсечки при превышении пе- ковременным проверочным включением.

СТАБШТИЗИРУЮПЩЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащий выпрямительно - коммутирующий мост, подключенный вьгеодами первой диагонали между одной из входных и одной из выходных клемм, а первым выводом второй диагонали - к объединенным силовым выводам параллельно включенных регулирующих транзисторов, подключенных другими силовыми выводами через выравнивающие резисторы к второму выводу второй диагонали выпрямительно - коммутирующего моста, а входом управления - к первому силовому выводу согласующего транзистора, подключенного вторым силовым выводом через резистор к первому выходу двухполярного служебного источника питания, подключенного входами к входным клеммам, узел управления, подключенный входами питания - к второму выходу служебного источника питания и к второму силовому выводу согласующего транзистора, выходом - к управляющему входу согласующего транзистора, а входом через датчик напряжения и выпрямительный мост - к вторичной обмотке трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходным клеммам, делитель напряжения, подключенный первым крайним выводом к входу управления регулирующих транзисторов, вторым крайним выводом-к общему выводу служе бного источника питания и к второму выводу второй диагонали выпрямительно - коммутирующего моста, транзистор защиты, подключенный базой к среднему выводу делителя напряжения, конденсатор, подключенный перi вьм выводом к общему выводу служебного источника питания, два ре-, (О зистора, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности защиты и уменьшения габаритов, в него введены два транзистора, диод, конденсатор и четыре резистора, причем эмиттер транзистора защиты подключен к kl общему выводу служебного источника питания, к эмиттеру первого введенного транзистора и к аноду диода, катод которого через резистор подключен к базе транзистора защиты и через введенный коденсатор - к .коллектору второго введенного транзистора, подключенного эмиттером к первому выходу служебного источника питания, а базой через резистор - к коллекто ру транзистора защиты, первый транзистор подключен базой через резистор - к коллектору второго транзистора,а коллектором через резистор к выходу схемы управления и к второму выводу конденсатора.