Искробезопасный источник питания Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

1133

Изобретение относится к электро- , технике и предназначено для использования в автономной переносной контрольно-измерительной аппаратуре, работающей во взрывоопасной среде.

Цель изобретения - повышение КГЩ.

На чертеже представлена схема ис- кробезопасного источника питания.

Искробезопасный источник питания содержит блок 1 аккумуляторов, выключатель 2, пусковую кнопку 3, преобразователь 4 напряжения с обратной связью по току, блок 5 контроля разряду аккумулято15ов. Преобразователь 4 напряжения с обратной связью по току собран на транзисторах 6, 7 и содержит трансформатор 8 с обмотками 9, 10 и 11, выпрямительные диоды 12 и 13, фильтрующие конденсаторы 14,15 шунтирующие диоды 16, 17 и переменные резисторы 18 и 19.

Блок 5 контроля разряда аккумуляторов содержит задатчик 20 опорного напряжения, выполне нный на полевом транзисторе с истоковым и стоковым резисторами, делитель напряжения питания на резисторах 21, 22, компара

тор 23 с усилителем мощности, выполненным на составном транзисторе, ре- зо напряжение на нагрузке практически

ле 24 с переключающим контактом 25, светодиод 26, сигнализирующий о разряде блока аккумуляторов.

В качестве шунтирующих диодов могут быть использованы диоды типов Д 310j Д 9, Д 220, Д 223 и др. При использовании в преобразователе германиевых транзисторов в качестве шунтирующих диодов можно устанавливать только германиевые диоды. Наиболее плавную настройку обеспечивггют германиевые диоды Д 310 как цл.я германиевых, так и для кремниевых транзисторов преобразователя.

Искробезопасный источник питания работает следующим образом.

После включения выключателя 2 и кратковременного нажатия кнопки 3, которая шунтирует замыкающий контакт 25, преобразователь 4 получает питание и через эмиттер - базовые переходы транзисторов 6 и 7 начинают протекать токи, стремящиеся открыть оба транзистора. Так как транзисторавно сумме напряжений блока 1 аккумуляторов и вторичной обмотки 10.

В момент насьпдения сердечника ос трансформатора рост намагничивающего тока ведет к увеличению падения напряжения на эмиттер - коллекторно переходе открытого транзистора, пре образователя и уменьшению напряжени 40 на вторичной обмотке 10.

При уменьшении напряжения на вто ричной обмотке 10 на величину падения напряжения на эмиттер - базовом переходе открытого транзистора чере 45 этот переход .начинает-протекать раз рядный ток конденсатора 14, что при водит к лавинообразному закрыванию открытого транзистора преобразовате ля и открыванию второго транзистора

Шунтирование эмиттер - базовых п реходов транзисторов 6, 7 преобразо вателя 4 диодами 16, 17 с резистора NM 18, 19 позволяет отвести часть т ка нагрузки через цепочки и значите

50

ры неидентичны, то и их коллекторные но уменьшить базовый и коллекторный

токи также разные. Разность этих токов вызывает изменяюца-1йся магнитный поток в трансформаторе. При этом в обмотках 10 трансформатора появляеттоки. Всплеск коллекторного тока, транзистора, обусловленный увеличе- нием. намагничивающего тока после насыщения сердечника трансформатора.

ся напряжение, отпирающее один и закрывающее второй транзистор. В режиме установивгпихся колебаний преобразователя при открытом транзисторе, например 6, напряжение аккумуляторов практически приложено к соответствующей первичной обмотке 9 трансформатора и создает на вторичных обмотках 10, 11 напряжение. Напряжение на обмотках 10 поддерживает при зтом транзистор 6 в открытом, а транзистор 7 в закрытом состоянии. Ток базы транзистора 6 и диода 16 является током нагрузки преобразователя и замыкается по контуру + .блока аккуму

ляторов, переход эмиттер - база транзистора 6 и параллельно включенная ему цепочка из диода 16 и резистора 18, вторичная обмотка 10, нагрузка преобразователя, - блока аккумуляторов. Вторичные обмотки 10 служат одновременно и базовыми, а сопротивление нагрузки - базовым сопротивле- нием. Переходы эмиттер - база транзисторов 6, 7 и диоды 16, 17 используются в качестве выпрямителей для нагрузки. То.к нагрузки протекает через блок 1 аккумуляторов 1 и .поэтому

равно сумме напряжений блока 1 аккумуляторов и вторичной обмотки 10.

В момент насьпдения сердечника трансформатора рост намагничивающего тока ведет к увеличению падения напряжения на эмиттер - коллекторном переходе открытого транзистора, преобразователя и уменьшению напряжения на вторичной обмотке 10.

При уменьшении напряжения на вторичной обмотке 10 на величину падения напряжения на эмиттер - базовом переходе открытого транзистора через этот переход .начинает-протекать разрядный ток конденсатора 14, что приводит к лавинообразному закрыванию открытого транзистора преобразователя и открыванию второго транзистора.

Шунтирование эмиттер - базовых переходов транзисторов 6, 7 преобразователя 4 диодами 16, 17 с резистора- NM 18, 19 позволяет отвести часть тока нагрузки через цепочки и значитель

токи. Всплеск коллекторного тока, транзистора, обусловленный увеличе- нием. намагничивающего тока после насыщения сердечника трансформатора.

3

практически исключен при шунтировании эмиттер - базового перехода це- - почкой с диодом и резистором. Резисторами 18 и 19 обеспечивается такой режим работы транзисторов 6, 7, при котором величина базового тока достаточна для возбуждения генерации преобразователя,, но транзисторы не заходят в глубокое насьпцение. При этом уменьшаются потери на перемаг- ничивание сердечника преобразователя

Блок 5 контроля разряда аккумуля- торов предотвращает глубокий разряд аккумуляторов.

Если падение напряжения на резисторе 22 превышает опорное, то на выходе компаратора 23 устанавливается положительное напряжение. Составной транзисторJ подключенный к его выходу, открыт, реле 24 включено, замыкающий контакт переключателя 25 зам- кнут. При нажатии кнопки 3 после запуска преобразователя 4 получает пи- тание блок 5 контроля разряда аккумуляторов. Если блок 1 аккумуляторов заряжен, то реле 24 включится и замыкающим контактом 25 зашунтирует пусковую кнопку 3. По мере разряда блок а ккумуляторов пропорционально уменьшается напряжение на резисторе 22, и когда оно станет меньше опорного, компаратор 23 переключится и реле 24 обесточится. Замыкающий контак 25 разомкнется и отключит преобразователь 4 и блок 5 от блока 1 аккумуля24

торов 1, а размыкающ{1й контакт 25 переключателя замкнется и подключит к блоку аккумуляторов светодиод 26, который сигнализирует о разряде аккумуляторов. Переменным резистором 21 производится установка напряжения отключения источника питания.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что оно существенно повьш1ает длительность непрерывной работы источника питания без. подзарядки аккумуляторов, а при сохранении заданной длительности непрерывной работы позволяет перейти к применению аккумуляторов меньшей емкости, что улучшает массогабаритные характеристики аппаратуры, снижает ее стоимость. При установке шунтирующих диодов КПД искробезопасного источника питания повышается в среднем на 15%.

Форм, ула изобретения

Искробезопасньй источник питания, содержащий блок аккумуляторов, транзисторный однотрансформаторный преобразователь напряжения с обратной связью по току и блок контроля разряда аккумуляторов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД согласно-параллельно эмиттер - базовым переходам транзисторов преобразователя подключены диоды с последовательно включенными переменными резисторами.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автономной переносной контрольно-измерительной аппаратуре, ра- ботакяцей во взрывоопасной среде.Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия. Это достигается тем, что в искробезопасном источнике питания, содержащем блок аккумуляторов, транзисторный однотрансформа- торный преобразователь напряжения с обратной связью по току и блок контроля разряда аккумуляторов, согласно- параллельно эмиттер-базовым переходам транзисторов преобразователя подключены диоды с последовательно включенными переменными резисторами. 1 ил. S (Л I ОО СО N ГчЭ to