Источник питания с блоками защиты и управления Советский патент 1986 года по МПК G05F1/565 H02H3/20 

Выполнение ДТП 7 в виде дросселя повышает ТШД устройства. Выбор оптимального времени восстановления после перегрузки повышает его надежность , Устройство обеспечивает защиизобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты нагрузки .постоянного тока от перенапряжений и перегрузки по току.

Цель изобретения - обеспечение защиты нагрузки постоянного тока от перенапряжения и перегрузки по току при пробое регулирующего транзистора стабилизатора напряжения 5 повышение бытродействиЯ} надежности и КПД,

На чедтеже представлена схема источника питания с блоками защиты и управления.

Источник питания содерзкит управляемый мостовой первьш выпрямитель 1 , выход которого шунтирован первым конденсатором 2 и подключен к входу стабилизатора 3 напряжения, к выходу которого параллельно нагрузке 4 подключен датчик 5 перенапряжения с выходом на фототиристоре первого опт- рона б5датчик токовой перегрузки 7 с выходом на фототиристоре второго оптрона 8j блок управления 9 с выходом на фототиристоре третьего оптрона 10, выводами подключенном к управляющему входу первого вьтрямите- ля 1, первый 11 и второй 12 стабилитроны, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16 резисторы, второй 17 и третий 18 конденсаторы, трансформатор 19, первый 20, второй 21 и третий 22 тиристоры, мостовой второй вып зямитель 23, фототиристорный четвертый оптрон 24, диод 25 и стабилизированный источник 26 р выходом на постоянном токе,

. Вход стабилизатора 3 напряжения шунтирован цепочкой из последователь но соединенных первого резистора 13 и первого тиристора 20, анодом первого тиристора 20 подключенной к плюсовому входу стабилизатора 3 напряжения и к анодам фототиристоров первого 6 и второго 8 оптронов, а

ту нагрузки от перегрузки и перенапряжения при пробое регулирующего транзистора стабилизатора напряжения.

1 ил.

0

5

0

5

0

5

управляющим электродом - к катодам этих фототиристорОБ, Датчик 7 токовой перегрузки выполнен в виде дросселя 27 насьпцения J обмотка постоянного тока которого включена между минусовым выходом первого выпрямителя 1 и минусовым входом стабилизатора 3 напряжения, а обмотка переменного тока, соединенная последовательно с вторичной обмоткой 28 трансформатора 19, подключена к входу второго выпрямителя 23J между плюсовым и минусовым выходам которого параллельно включены второй конденсатор 1.7 j, второй ре- зистор 1:4 и цепочка из последовательно соединенных светодиодов второго 8 и четвертого 24 оптронов третьего резистора 15 и анода-катода второго тиристора 1S управляющий электрод которого через анод-катод первого стабилитрона 11 соединен с гшюсовым выходом второго выпрямителя 23. Блок 9 управления выполнен в виде стабилизированного источника 26, входом подключенного к силовому входу первого выпрямителя 1, плюсовым выходом через анод-катод светодиода третьего оптрона 10 - к общей точке катода светодиода четвертого оптрона 24 и третьего резистора 15, минусовым вы- ходоь через катод-анод третьего тиристора 22 - к общей точке анода второго тиристора 21 и третьего резистора 15, при этом управляющий электрод третьего тиристора 22 через последовательно соединенные анод-катод второго стабилитрона 12, четвертый резистор 16 и катод-анод диода 25 подключен к одному из входов стабилизированного источника 26, между катодами второго стабилитрона 12 и третьего тиристора 22 включен третий конденсатор 18, с катодом второго стабилитрона 12 соединен анод фото- тиристора четвертого оптрона 24, а

с катодом третьего тиристора 22 с о- единен катод фототиристора четвертого оптрона 24.

При большом внутреннем сопротивлений первого выпрямителя 1 первый 5 резистор 13 может отсутствовать.

Источник питания работает следуто- щим образом.

При подаче напряжения на силовой вход выпрямителя конденсатор 18 заряжается через диод 25, резистор 16, стабилизированный источник 26. При достижении заданного уровня напряжения на конденсаторе 18 пробивается стабилитрон 12, тиристор 22 от- 5 крывается. После этого по цепи, включающей светодиод оптрона 10, резистор 15, тиристор 22, на ганает протекать постоянный ток от стабилизированного источника 26, Фототиристор 20 оптрона 10 включает выпрямитель 1, после чего конденсатор 2 заряжается и стабилизатор 3 напряжения начинает нормально функционировать.

При перенапряжении на нагрузке 4 25 в датчике 5 перенапряжения включается оптрон 6, фототиристор которого включает тиристор 20, который ограничивает напряжение на входе стабилизатора 3 напряжения, так как вели- 30 чина резистора 13 выбирается на несколько порядков меньше сопротивления нагрузки 4.

При включении тиристора 20 происходит разряд конденсатора 2 по цепи, 35 включающей тиристор 20, резистор 13, обмотку постоянного тока дросселя 27. Так как ток разряда значительно пре- вышеет ток нагрузки, то сердечники дросселя 27 насыщаются, происходит 40 перераспределение переменного напряжения вторичной обмотки 28 между обмоткой переменного напряжени:я дросселя 27 и входом выпрямителя 23.

При насыщении сердечников дроссе- 45 ля 27 переменное напряжение на входе выпрямителя 23 резко возрастает, увеличивается постоянное пульсирующее напряжение на его выходе. При достижении определенного уровня напряже- 50 кия на конденсаторе 17 происходит пробой стабилитрона 11, при этом тиристор 21 открывается, конденсатор 17 начинает разряжаться через свето- диод оптрона 8, светодиод оптрона 24, 55 резистор 15, тиристор 21. Так как резистор 15 является одновременно наг- рузкой стабилизированного источника

26 и выпрямителя 23, выходное напряжение которого больше выходного напряжения стабилизированного источник 26, то тиристор 22 закроется, оптро 10 также закроется и его фототиристор закроет выпрямитель 1,

При этом фототиристор оптрона 24 разряжает конденсатор 18, а фототиристор оптрона 8 включает тиристор 20, хотя в данном случае он уже включен фототиристором оптрона 6.

В результате того, что выпрямитель 1 закрыт, конденсатор 2 разрядился, ток подмагничивания сердечников дросселя 27 становится равным нулю, происходит обратное перераспределение переменного напряжения вторичной обмотки 28 между обмоткой переменного напряжения дросселя 27 и входом выпрямителя 23.

В результате такого обратного пе- рераспределетш напряжение на входе выпрямителя 23 становится недостаточным для удержания тиристора 21 в открытом состоянии, он закрывается, светодиоды оптрона В и оптрона 24 также закроются. Затем фототиристор оптрона 8 закроется, так как цепь, к которой он подключен, в данный момент обесточена (выпрямитель 1 закрыт j коиде 1сатор 2 разряжен), по этой причине также закроется фототиристор оптрона 6,

Фототиристор оптрона 24, в открытом состоянии шунтирующий конденсатор 18, также закроется в момент отсутствия входного напряжения, рсу- ществляющего заряд конденсатора 18 (напряжение на конденсатор 18 подается от однополупериодного выпрямителя содержащего диод 25 и резистор 16).

После того как фототиристор оптрона 24 закроется, начнется заряд конденсатора 18, и при достижении на нем заданного уровня напряжения произойдет пробой стабилитрона 12 и включение устройства в указанной последовательности. Подбирая величины резистора 16 и конденсатора 18, можно регулировать время восстановления источника (пребывания источника в отключенном состоянии).

Если причинавозникновения перенапряжения на нагрузке не устранена,то снова произойдет отключение источника. При перегрузке по току произойдет насыщение сердечников дросселя 27 и осуществляется аналогичный процесс.

В этом случае включение тиристора 20 осуществляет фототиристор оптрона 8. Изменяя число витков обмотки постоянного тока дросселя 27 или величину резистора 14, можно выбрать определенное значение тока нагрузки, при котором срабатывает схема защиты.

Таким образом, положительный эффект изобретения заключается в том, что источник питания с блоками защиты и управления обеспечивает защиту нагрузки отперенапряжения иперегрузки по токупри пробое регулирующего транзистора стабилизатора напряжения.

Принудительный разряд конденсатора 2 при перегрузке по току или перенапряжении на нагрузке 4, а также отсутствие контактных элементов повышают быстродействие защиты,

Возможность выбора оптимального времени восстановленияпосле перегрузки повьшаетнадежность источниказа сче того,что при перегрузке уменьшается число импульсов перенапряжений,возникающих в цепях питания нагрузки. ,

Наличие в датчике токовой перегрузки 7 дросселя насыщения повьщшет КПД устройства, так как по сравнению с датчиками тока на резисторах,исключаются дополнительные потери активной мощности.

Формула изобретения

Источник питания с блоками защиты и управления, содержащий управляемый мостовой первый выпрямитель, выход которого шунтирован первым конденсатором и подключен к входу стабилиза- тора напряжения, к выходу которого параллельно нагрузке подключен датчик перенапряжения с выходом на фототиристоре первого оптрона, датчик токовой перегрузки с выходом на фототи- ристоре второго оптрона, блок управления с выходом на фототиристоре третьего оптрона, выводами подключенном к управляющему входу первого выпрямителя, два стабилитрона, четыре резнетора, второй и третий конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения защиты нагрузки постоянного тока от перенапряжения и перегрузки по току при пробое регу- пирующего транзистора стабилизатора напряжения, повьш1ения быстродействия надежности КПД, в него введены транс,

25

5

0 5

т

35

40 455055 30

форматор, три тиристора, мостовой второй выпрямитель, фототиристорный четвертый оптрон, диод и стабилизированный источник с выходом на постоянном токе 5 вход стабилизатора напряжения шунтирован цепочкой из последовательно соединенных первого тиристора и первого резистора, анодом первого тиристора подключенной к плюсовому входу стабилизатора напряжения и к анодам фототиристоров первого и второго оптронов, а управляю- 1ЦИМ электродом - к катодам этих фототиристоров, датчик токовой перегрузки выполнен в виде дросселя насыщения, обмотка постоянного тока которого включена между минусовым выходом первого выпрямителя и минусовым входом стабилизатора напряже- ния, а обмотка переменного тока, соединенная последовательно с вторичной обмоткой трансформатора, подключена к входу второго выпрямителя, между плюсовым и минусовым выходами которого параллельно включены второй конденсатор, второй резистор и цепочка из последовательно соединенных светодиодов второго и четвертого оптронов, третьего резистора и анода- катода второго тиристора, управляющий электрод которого через анод-катод первого стабилитрона соединен с плюсовым выходом второго выпрямителя, а блок управления выполнен в виде указанного стабилизированного источника, входом подключенного к силовому входу первого выпрямителя, плюсовым выходом через анод-катод светодиода третьего оптрона - к обшей точке катода светодиода четвертого оптрона и третьего резистора, минусовым выходом через катод-анод третьего тиристора - к общей точке анода второго тиристора и третьего резистора, при этом управляюш 1й электрод третьего тиристора через последовательно соединенные анод-катод второго стабилитрона, четвертый резистор и катод-анод диода подключен к одному из входов стабилизированного источника, между катодами второ- гр стабилитрона и третьего тиристора включен третий конденсатор, с катодом второго стабилитрона соединен анод фототиристора четвертого оптрона, а с катодом третьего тиристора- катод этого фототиристора.

Изобретение относится к электротехнике - защите нагруэки постоянного тока от перенапряжения и перегрузки по току. Цель изобретения - повышение быстродействия, надежности КПД, а также обеспечение работы устройства при пробое регулирующего транзистора стабилизатора напряжения. Устройство выполнено на интегральных микросхемах. Оно содержит выпрямитель (Б) 1 с конденсатором (К) 2, к которому подключены датчик 5 перенапряжения и датчик токовой перегрузки (ДТП). 7, стабилизатор напряжения (СН) 3 и нагрузка (Н) 4. Вход В I присоединен к одной вторичной обмотке трансформатора 19, к другой вторичной обмотке которого через блок управления 9 подключен ДТП 7. Принудительный разряд К 2 при перегрузке по току и при перенапряжении на Н 4 повьшает быстродействие устройства. o (Л 26 -tg/ IvS/ VK/I Irt t rw X i -г::.™ - I : 1 j« Ы-r I ; .....-.- . . I