Ключевой стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания, в частности предназначенного для использования в устройствах электропитания радиолокационных систем.

Цель изобретения - повышение надежности,

Hai чертеже представлена принципи- аЛьная схема ключевого стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит запщтный транзистор 1, входной фильтровый конденсатор 2, регулирующий тргшзистор 3, блок 4 управления, первьш вькод которого соединен с базой регулирующего транзистора 3, LCD -фильтр 3, тиристор 6, светодиод 7, входной транзистор 8 управления, выходной транзистор 9 управления, первый времяза- дающий резистор 10, второй времязада- ющий резистор 11, первый времязадаю- щий конденсатор 12, второй времязадяг- ющий конденсатор 13, резистор 14 верхнего плеча делителя напряжения, резистор 15 нижнего плеча делителя напряжения, транзистор 16 токовой защиты, токоизмерительньй резистор 17, транзистор 18 защиты от перенапряжений, стабилитрон 19о Эмиттер защитного транзистора 1 соединен с поло- жительньгм входным выводом стабилизатора, коллектор соединен с первым выводом токоизмерительного резистора 17, эмиттером транзистора 16 токовой защиты, первым выводом входного фильтрового конденсатора 2, второй вывод которого соединен с общей шинойпитания, второй вывод токоизмерительного резистора 17 соединен с первым выводом первого резистора 20, вторым входом блока 4 управления, эмиттером регулирующего транзистора 3, коллектор которого соединен со входом LCD-фильтра 5, первьш выход LCD-филь-: тра 5 соединен с положительным выходным вьшодом стабилизатора, второй вы - ход LCD-фильтра 5 соединен с общей шиной, база-эмиттерньй переход защитного транзистора 1 залгунтирован соединенными параллельно вторым резистором 2t и первым времязадающим конденсатором 12, база через первый время- задающий резистор 10 соединена с кол-лектором выходного транзистора 9 управления, эмиттер которого соединен с общей шиной, база выходного транзистора 9 управления соединена с коллектором входного транзистора 8 управления и через третий резистор 22 с положительным входным выводом стабилизатора, эмиттер входного транзистора 8 управления соединен с общей гаиной, база соединена с катодом тиристора 6, база-эмиттерный переход

зашунтирован четвертым резистором 23, анод тиристора 6 через пятый резистор 24 соединен с катодом светодиода 7, анод которого соединен с положительным входным выводом стабилизатора. Коллектор транзистора 16 токовой защиты соединен через шестой резистор 25 с управляющим электродом тиристора б и через последовательно соединенные вторые времязадающие резистор 11 и конденсатор 13 - со входом блока 4 уггравления, которьш одновременно соединен с первыми выводами резисторов верхнего 14 и нижнего 15 плеч делителя напряжения. Второй

вывод резистора верхнего плеча делителя напряжения соединен с положительным выходным выводом стабилизатора, второй вывод резистора нижнего плеча делителя 15 напряжения соединен с

общей шиной. База транзистора 16 токовой защиты соединена со вторым выводом первого резистора 20 и через седьмой резистор 26 - с коллектором транзистора 18 защиты от перенапряженил, эмиттер которого соединен с общей шиной, переменный резистор 27 подвижным контактом соединен с базой транзистора защиты от перенапряжений

18,первый вывод переменного резисто- ра 26 соединен с общей шиной, второй

вывод соединен с анодом стабилитрона

19,катод которого соединен- с положительным выходным выводом стабилизатора. LCD- J ильтp. 5 состоит из дросселя 28, диода 29 и конденсатора 30. Ключевой стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При включении питания током, протекающим через резистор 22, открывается транзистор 9 и создается цепь питания базы защитного транзистора 1, но, поскольку база-эмиттерный переход этого транзистора зашунтирован

конденсатором 12, открывание транзистора 1 происходит замедленно, что предотвращает возникновение больших токов заряда конденсатора 2 входного фильтра. Скорость отпирания защитного транзистора 1 определяется величиной емкости конденсатора 12 и соп- противления резистора 10. После полного открьгоания защитный транзистор 1 остается-в насыщенном состоянии до возникновения в Стабилизаторе или его нагрузке аварии.

. При определенном значении напряжения на конденсаторе 2 запускается блок 4 управления и открывается регулирующий транзистор 3, в коллекторной цепи которого возникает нарастающий по величине ток, ограничиваемый индуктивностью дросселя 28. В первый момент при включении, так как конденсатор, 30 разряжен, напряжение, приложенное к дросселю 28, максимально и вызывает быстрое возрастание тока. Как только ток достигает значения, при котором на токоизмерйтельном резисторе 17 возникает падение напряжения, достаточное для начального открывания транзистора 16, через цепь резистора 11 и конденсатора 13 на вход блока 4 управления поступает сигнал, уменьшающий длительность открытого состояния регулирующего транзистора Я. В связи с ограничением длительности импульса ток в цепи резистора 17 не успевает достигать значения, достаточного для полного открывания транзистора 16, и тиристор 6 остается в запертом состоянии. Такой процесс ограничения зарядного тока продолжается до установления на выходе стабилизатора номинального значения напряжения. Способность схемы самоограничивать в течение некоторого времени ток заряда конденсатора 30 позволяет, если это необходимо, приблизить уровень срабатывания защиты от перегрузки к номинальному току нагрузки без опасения снижения

надежности стабилизатора за счет лож- го соединен с входом LCD-фильтра,

ных срабатываний защиты.

В случае возникновения устойчивой перегрузки конденсатор 13 заряжается и уже не передаёт сигнал перегрузки на вход блока 4 управления, ток че- рез резистор 17 увеличивается и открывает транзистор 16, который, в свою

первый выход ЬСв-фильтра соединен положительным выходным выводом ста лизатора, второй выход LCD-фильтра соединен с общей шиной, база-эмитт gQ ный переход защитного транзистора зашунтирован соединенными параллел но вторым резистором и первым врем задающим конденсатором база через первый времязадающий резистор соед

первый выход ЬСв-фильтра соединен с положительным выходным выводом стабилизатора, второй выход LCD-фильтра соединен с общей шиной, база-эмиттер- gQ ный переход защитного транзистора зашунтирован соединенными параллельно вторым резистором и первым время- задающим конденсатором база через первый времязадающий резистор соедиочередь, открьгеает тиристор 6. Ток

анода тиристора 6 включает светодиод

7 и открывает транзистор 8, шунтирую- gg иена с коллектором входного транзисщий база-эмиттерный переход транзис- тора управления, эмиттер которого сотора 9. Транзистор 9 запирается и единен с общей шиной, база выходного

устойчиво запирает защитный транзистор 1, отключающий питание регулирующёго транзистора 3. Анапогичный процесс протекает в схеме при возникновении на выходе стабилизатора перенапряжения, при котором открывается транзистор 18 и своим коллекторным током открьгоает транзистор 16. Для повторного включения стабилизатора необходимо кратковременно снять нап- ряжение с входных вьгоодов стабилизатора.

Формула изобретения

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий защитный транзистор, входной фильтровой конденсатор, регулирующий транзистор, блок управления, первый выход которого

соединен с базой регулирующего транзистора, резистор, LGD-фильтр, о т- личающийся тем, что, с целью повьппения надежности, в него введены тиристор, светодиод, входной и выходной транзисторы управления, первые и вторые времязадающие резисторы и конденсаторы, резисторы .верхнего и нижнего плеч делителя напряжения, транзистор токовой защиты, токоизмерительный резистор, транзистор защиты от перенапряжения, стабилитрон, эмиттер защи 1;ного транзистора соединен с положительным входным выводом стабилизатора, коллектор соединен с первым выводом токоизмерительного резистора, эмиттером транзистора токовой защиты, первым выводом входного фильтрового конденсатора, второй вывод которого соединен с общей пшной,

второй вывод токоизмерительного резистора соединен с первым выводом первого резистора, вторым выходом . блока управления, эмиттером регулирующего транзистора, коллектор которо-;

го соединен с входом LCD-фильтра,

первый выход ЬСв-фильтра соединен с положительным выходным выводом стабилизатора, второй выход LCD-фильтра соединен с общей шиной, база-эмиттер- ный переход защитного транзистора зашунтирован соединенными параллельно вторым резистором и первым время- задающим конденсатором база через первый времязадающий резистор соедитранзистора управления соединена с коллектором входного транзистора упрянлення и через третий резистор с положительным входным выводом, эмит- тер входного транзистора управления соединен с общей шиной база соединена с катодом тиристора, база-эмиттер- ный переход зашунтирован четвертым резистором, анод тиристора через пя- тьп1 резистор соединен с катодом све- тодиода, анод которого соединен с положительным входным выводом стаби- лИзатора, коллектор транзистора токовой защиты соединен через шестой редистор с управляющим электродом тиристора и через последовательно соединенные.вторые времязадающие ре- зистор и конденсатор - с входом блока управления, который одновременно соединен с первыми вьгоодами резисто- DOB верхнего и нижнего плеч делителя

напряжения, второй вывод резистора .верхнего плеча делителя напряжения соединен с положительным выходным вьгоодом стабилизатора, второй вывод резистора нижнего плеча делителя напряжения соединен с общей шиной, база транзистора токовой защиты соединена с вторым выводом первого резистора и через седьмой резистор с коллектором транзистора защиты от перенапряжения, эмиттер которого соединен с общей щиной, переменный резистор подвижным контактом соединен с базой транзистора защиты от перенапряжений первый вывод переменного резистора соединен с общей шиной, второй вывод соединен с .анодом стабилитрона, катод которого соединен с положительным выходным выводом стабилизатора.

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания и может быть использовано в системах электропитания функциональной аппаратуры радиолокационных станций. Для повышения надежности в стабилизатор введены тиристор 6, светодиод 7, транзисторы управления 8,9, две времяза- дающие RC-цепи (10,11,12,13), токоti измерительньй резистор 17, транзис- . торы 16, 18 защиты от перегрузки и перенапряжения, стабилитрон 19 и ре- зистивный делитель напряжения (14,15). Данная схема позволяет самоограничивать в течение некоторого времени ток заряда конденсатора 30, что позволяет приблизить уровень срабатывания защиты от перегрузки к номинальному току нагрузки без снижения надежности сд абилизатора за счет ложных срабатываний защиты. В случае возникновения устойчивой перегрузки конденсатор 13 заряжается и ток через резистор 17 открывает транзистор 16, в результате открьшается тиристор 6. Ток анода тиристора 6 включает светодиод 7 и открывает транзистор 8. Транзистор 9 закрывается и устойчиво закрывает защитный транзистор 1, который отключает питание регулирующего транзистора 3. 1 ил. с (Л