Регулируемый стабилизированный источник питания Советский патент 1986 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к системам- регулирован;1я электрических величин по замкнутому контуру, снабженным средствами защиты от перенапряжения, перегрузок по току и превышения температуры, и может быть использовано в устройствах для стабилизации и регулирования в широком диапазоне напряжения питания или тока нагрузки радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - обеспечение защиты от перегрева регулирующего элемента и перенапряжения при его коротком замыкании.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого источника питания.

Регулируемый стабилизированный источник питания содержит два контура стабилизации. Первый контур - тиристор- ный регулятор - выполнен на тиристор- ном выпрямителе 1, подключенном через трансформатор 2 к сети. На выходе выпрямителя 1 установлен фильтр 3, например, в виде конденсатора. Второй контур устройства - компенсационный стабилизатор - содержит регулирующий элемент Л, выполненный, например, на транзисторе. Оба контура охвачены элементами отрицательной обратной связи; первый каскад - обратной связью по. падению напряжения с регулирующего элемента 4, включающей датчик 5, выход которого соединен через блок 6. фазового управления с входом управления тиристорного выпрямителя I; второй каскад - обратной связью по току (с помощью датчика 7 тока, включенного между выходом регулирующего элемента 4 и выходом источника, выход кот.орого подсоединен через усилитель 8 и блок 9 разделения к управляющему входу регулирующего элемента 4) и напряжению (посредством датчика 10 напряжения, включенного параллельно выходу источника, выход которого через усилитель 11 соединен с вторым входом блока 9 разделения) . Новым в источнике являются элементы, предохраняющие его от перенапряжения на выходе в аварийных режимах. С этой целью источник дополнительно снабжен релейным элементом 12, размыкающие контакты которого включены между выходом фильтра 3, и входом регулирующего элемента 4, элементом 13 сравнения, выход которого соединен с релейным элементом 12, и датчиком 14 температуры, состоящим из пос

5

0

5

ледовательно соединенных резистора 15 и терморезистора 16, подключенных общим выводом к первому входу элемента сравнения 13, второй вход которого соединен с выходом регулирующего элемента 4. При этом свободные выводы резистора 15 и терморезистора 16 соединены с входом и выходом регулирующего элемента 4.

Предлагаемое устройство работает следзпощим образом.

Напряжение сети поступает через трансформатор 2 на тиристорный выпрямитель 1, выпрямляется им и фильтруется фильтром 3. Через нормально замкнутые контакты релейного элемента 12 это напряжение поступает на регулирующий элемент .4, который благодаря действию обратной связи через датчик 10 напряжения, усилитель 11 и блок 9 разделения на свой управляющий вход устанавливает и стабилизирует на выходе источника требуемое напряжение. Величина этого напряжения выставляется датчиком 10. Разность напряжения (падение напряжения) между входом и выходом регулирующего элемента 4 при этом поддерживается постоянной благодаря действию обрат0 ной связи через датчик 5 и блок 6 фазового управления на управляющий вход тиристорного вьтрямителя 1 .

Переход источника в режим стабилизации тока нагрузки происходит ав5 томатически при достижении нагрузки уровня, установленного датчиком 7. При этом выходной сигнал этого датчика через усилитель 8 и блок 9 разделения действует на управляющий вход

0 регулирующего элемента 4, поддерживая ток нагрузки на заданном уровне. Цепь регулировки выходного напряжения в это время отключена блоком 9

разделения, t

Независимо от режима работы второго контура стабилизации первый контур поддерживает постоянное падение напряжения на регулирующем элементе второго контура, обеспечивая минимальную мощность рассеивания на нем и оптимальный .-КПД источника.

Предлагаемое построение источника питания обеспечивает автоматически ei o защиту от перегрузки, так как 55 даже при коротком замыкании цепь обратной связи по току ограничивает выходной ток на уровне, установленном датчиком 7, а первый контур стабили5

0

зации устанавливает минимальное падение напряжения на регулирующем элементе. При этом, если мощность рассеивания тепла элемента А выбрана правильно, источник может вьщержать длительный режим короткого замыкания

Однако на практике не исключается перегрев регулирующего элемента, например из-за ухудшения со временем теплового контакта. Кроме того, при необходимости уменьшения массогабари тов источника мощность рассеивания тепла выбирается исходя из средней, а не из максимальной, нагрузки источника. В этом случае в предлагаемом устройстве перегрев регулирующего элемента вьше допустимого уровня.приводит к уменьшению сопротивления тер морезистсра 16. При этом на выходе датчика I4 температуры уменьшается потенциал по отношению к выходному напряжению регулирующего элемента, что приводит к срабатьгоанию элемента 13 сравнения и отключению с помощью релейного элемента 12 питания с регулирующего элемента 4, т.е. -к отключению источника. После остывания регулирующего элемента источник включается автоматически.

В случае же аварии источника, например пробоя на короткое замыкание регулирующего элемента 4, выходной сигнал датчика I4 температуры мгновенно уменьшается и, аналогично случаю перегрева, происходит отключение источника.

Таким образом, предлагаемый источник питания с широким диапазоном регулирования стабилизированных напряжений и токов нагрузки имеет комплексную защиту как собственной схемы от перегрузки и перегрева, так и защиту нагрузки от перенапряжения. При этом защита от перегрузки обеспечивается элементами стабилизации тока нагрузки и может устанавливаться на любом уровне в диапазоне регулировки этого тока. А вновь введенные элементы обеспечивают защиту как от перегревания источника, так и защиту нагрузки от перенапряжения при любом режиме работы источника (стабилизации напряжения или тока) и при любых величинах выходного параметра. При

ВНИИПИ Заказ 339.6/49 Тираж 836

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

397024

этом нет необходимости в какой-либо перестройке уровня срабатьшания защиты, ее быстродействие - максимальное за счет особенности включения 5 датчика между входом и выходом регулирующего элемента, а отключение релейным элементом входа регулирующего элемента от фильтра тиристорного выпрямителя исключает выброс выходно- JO го напряжения при пробе регулирующего элемента. В результате повьщ1ается надежность источника и безопасность подключенной нагрузки.

Т5 Формула изобретения

Регулируемый стабилизированный ис- , точник питания, содержащий тиристор- ный выпрямитель, вход которого через

20 понижающий трансформатор соединен с входными выводами, а выход - с фильтром, последовательно включенные в силовую шину регулирующр й элемент и датчик тока, причем параллельно регу25 лирующему элементу подключен датчик падения напряжения, выход которого через блок фазового управления подключен к управляющему входу тиристорного выпрямителя, а выход датчика

Q тока соединен через усилитель обратной связи по току с первым входом блока разделения, к второму входу которого подключен выход усилителя обратной, связи по напряжению, вход

5

которого соединен с выходом датчика

напряжения, подключенного параллельно выходу источника, а выход блока разделения соединен с входом регулирующего элемента, отличаю0 щ и и с я тем, что, с целью обеспечения защиты от перегрева регулирующего элемента и перенапряжения при его коротком замыкании, в него введены релейный элемент, размыкающие кон- такты которого включены между выходом фильтра и силовым входом регули- . рующего элемента, последовательно соединенные резистор и терморезистор, подключенные параллельно регулирующеg му элементу, и элемент сравнения, выход которого соединен с управляющим входом релейного элемента, а выходы подключены к вьшодам терморезистора.

Подписное

Изобретение относитея к стаби- лизированньм источникам питания. Целью изобретения является обеспечение от перегрева регулирующего элемента и перенапряжения при его коротком замьжаиии. Источник питания содержит два контура стабилизации. Первый контур вьтолнеи на трансформаторе 2 сети, тиристорном вьтрямителе 1 и цепи управления. Второй контур выполнен на регулирующем элементе 4, цепи обратной связи по току и цепи обратной связи по напряжению. Цель достигается тем, что в источник введены датчик 14 температуры, релейный элемент 12 и элемент 13 сравнения. При перегреве регулирующего элемента уменьшается сопротивление терморезистора 16. Это приводит к срабатьшанию элемента I3 и отключению с помощью релейного элемента 12 питания от регулирующего элемента 4. После остывания источник включается автоматически. При пробое элемента 4 выходной сигнал датчика 14 мгновенно уменьшается и, как в случае перегрева, происходит отключение источника. 1 ил. с /)