Регулируемый стабилизатор напряжения с защитой от перенапряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной анпаратуры.

Цель изобретения - обеснечение независимой и линейной установки норога срабатывания схемы зан.1иты от неренанряже- ния с сохранением относительного значения превышения напряжения срабатывания над рабочим напряжением во всем диапазоне регулирования.

На чертеже сфедетавлена г|ринги1пиаль- пая электрическая схема регулируемого стабилизатора напряжения с защитой от неренапряжения (источники питания усилителя обратной связи, инвертирующего усилителя, операционного усилителя и компаратора не показаны).

Стабилизатор содержит последовательно соединенные предохра)итель 1 и регулирующий транзистор 2, эмиттер которого является первой выходной щиной стабилизатора, уси.литель 3 обратной связи, выход которого соединен с базой рсгулируюп1.его транзистора 2, источник 4 опорного напряжения, обпхей точкой подключенный к эмиттеру регулируюп:его транзистора и выход которо- го соединен с первым входом усилителя 3 обратной связи, последовательно соединенные между выходными 1иинами стабилизатора первый резистор 5 i-i первый потенциометр 6, средний вывод которого соединен с вторым входом усилителя 3 обратной связи, инвертирующий усилитель 7, вход которого подключен к точке соединения первого резистора и первого потенциометра, операционный усилитель 8, последователыю соединенные второй резисгор 9, второй потенциометр 10, сдвоенный с первым потенцио- метром, и третий резистор 11, причем второй резистор 9 соединен с выходом источника 4 онорного напряжения, а точка соедигкчжя второго потенциометра 0 и третьего резистора 11 и средний вывод второго потенциометра 10 подключены к инвертирующему входу операционного усилителя 8, второй вывод третьего резисто|)а 11 соединен с выходом операционного усилителя 8, компаратор 12, первый вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя 7, второй вход - е выходом операционного усилителя 8, и тиристор 13, нодк;1юченный соответствующим образом между выходны- ;.и типами стабилизатора, управляющий вход которого соединен с выходом комна- ратора 12.

Стабилизатор работает следующим образом.

В нормальном режиме работы напряжение и па ереднем выводе потенциометра 6 поддерживается равным напряжению и„„ на выходе источника 4 опорного напряжения

11f IК5-{-/ 6 г г,14

U Uoii --5о „,„.(1)

.

сопротивление первого резистора 5; сопротивление первого потенциометра 6 между средним выводом и .выводом, соединенным с первым резистором 5;

общее сопротивление первого резистора 5 и первого потенциометра 6;

выходное напряжение стабилизатора. следует:

ц - Ль II

. них п I оп- КЗ + АВ

(2)

10

15

Напряжение Uz на выходе инвертирующего усилителя 7 равно

U,-k.U,,,, К

(3)

где k - коэффициент усиления усилителя 7. Напряжение Us на выходе операционного усилителя 8 равно

// R и

(-Аз-73-Try °

Д9 + А10

(4)

где ,9 - сопротивление второго резистора 9;

сопротивление второго потенциометра 10 между средним выводом и выводом, соединенным с вторым резистором 9;

R -сопротивление третьего резистора 11.

Коэффициент усиления k инвертирующего усилителя 7 выбирается таким образом, что в нормальном режиме работы стабилизатора выполняется условие

U-,iU i.(5)

Нри этом на выходе компаратора 12 поддерживается напряжение, при котором ти- 13 заперт.

При аварийном превыщении напряжения на выходе стабилизатора увеличивается напряжение на входе инвертирующего усилителя 7. При выполнении условия

(6)

срабатывает схема защиты, т. е. на выходе компаратора 12 появляется напряжение, отпирающее тиристор 13. Нагрузка стабилизатора закорачивается и сгорает предохранитель 1, отключая тем самым стабилизатор от входной щины.

Подставляя в условие (6) вместо Uz и L s их значения из выражений (3) и (4), можно определить напряжение срабатывания схемы загциты

.Ь.//I .//

пч t I ;,7 вь cpaG.t - Г) I Г) / СУ fjn, AiA;9 +

откуда следует, что RI

R.

If/, I-ii,iL . 1лг.г

- 8ЫХ. ера6.1 - 1 Г) п и on- Д9-ГА10 На К

Относительное превышение напряжения срабатывания схемы защиты над рабочим напряжением равно

At/

можно установить линейно и независимо от других параметров стабилизатора.

Формула изобретения Регулируемый стабилизатор напряжения с с защитой от перенапряжения, содержащий предохранитель, подключенный первым выводом к входной клемме, а вторым выводом - к коллектору регулирующего транзистора, подключенного эмиттером к выходной клемме, а базой - к выходу усилителя - обратной связи, подключенного первым входом к первому выводу источника опорного напряжения, подключенного вторым выводом к выходной клемме, компаратор, подключенный выходом к управляющему входу J 5 тиристора, подключенного силовыми выводами к выходной клемме и к общей щи не, резисторы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независимой и линейной установки порога срабатывания схемы защиты от перенапряжения с сохранением относивия (8) относительное превыщение А(7/ 20 тельного значения превыщения напряжения /Ueax не зависит от выходного напряжениясрабатывания над рабочим напряжением

и остается постоянным во всем диапазонево всем диапазоне регулирования, в него

его регулирования. Величину относительно-введены сдвоенный потенциометр, инвертиго превыщения независимо от выходногорующий усилитель и операционный усилинапряжения можно установить, меняя значе- 25 тель, причем первый потенциометр средним ние k коэффициента передачи инвертирую-выводом подключен к второму входу усилителя обратной связи, первым крайним дом - к общей П1ине, вторым крайним выводом - к входу инвертирующего усилителя и через резистор - к выходной клемме, вто- 30 рой потенциометр объединенными первым крайним и средним выводами подключен

.l l - выxl Ri ,

и. TtT; J

1 4 , R i+R ioR Uon Ro-k Яд+к:„

При выполнении условия

Ва-KJORii,„,

R.R;-R -° (8

где а - произвольный коэффициент пропорциональности, относительное превышение Д У/|{7вих равно

Af К -l-const

--- - -7 - 1 СОПЫ.

и,, .

(9)

Это означает, что при выполнении услощего усилителя 7.

Учитывая условие (8) и используя выражения (2) - (4), из условия (5) можно определить значение k

.

Таким образом, в регулируемом стабилизаторе напряжения с защитой от перенапряжения за счет введения новых признаков относительное превыщение напряжения срак первому входу операционного усилителя, подключенного вторым входом к выходной клемме, а выходом - к первому входу компаратора, подключенного вторым входом батывания схемы защиты над рабочим на- 35 к выходу инвертирующего усилителя, и межпряжением остается постоянным во всемду выходом и первым входом операционного диапазоне регулирования, а его значениеусилителя включен резистор.

Редактор А. Всрович Заказ 251 1/42

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам мзобретспий и открытий

1 13035, .Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 45 Производственно-полиграфическое предприятие, г- Ужгород, ул. Проектная. 4

(9)

Составитель Г. Мачиварианн Техред И. ВересКорректор ;i. Патай

Тираж 863Подписное

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - обеспечение независимой и линейной установки порога срабатывания защиты с сохранением относительного значения превышения напряжения срабатывания защиты над рабочим напряжением во всем диапазоне регулирования. В устройстве выходное напряжение регулируется .первым потенциометром 6 сдвоенного резистора, а порог срабатывания защиты регулируется синхронно с помощью второго потенциометра 10. Величину относительного превыщения напряжения независимо от выходного напряжения можно установить, меняя коэффициент передачи инвертирующего усилителя 7. 1 ил. + 00 со