Двухполярный стабилизированный источник питания Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

1334123

41, который управляется узлами защи- срабатьтания защиты обеспечивается ты 30, 31, 32, 33 через резисторно- узлом индикации на основе операцион- диодные цепочки 34, 39 „ Индикация ного усилителя 42. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

1

Изобретение относится к электро- технике и предназначено для использования в источниках электропитания радиоэлектронных устройств.

Цель изобретения - расширение области применения и упрощение защиты от перегрузки по току без ухудшения качества стабилизации напряжения, а также улучшение эксплуатационных характеристик источника питания.

На чертеже изображена схема двух- полярного стабилизированного источника питания.

Устройство содержит два стабилизатора 1 и 2 постоянного напряжения различной полярности, каждый из которых состоит из составного транзисторного регулирующего элемента 3(4), после- довательно включенного в силовую шину источника питания, проходной транзистор 5(6) которого подключен эмиттером к входному выводу, а управляющий транзистор 7(8) транзисторного регулирующего элемента 3(4) подключен к выходу согласующего усилителя на резисторах 9(1-0) .и транзисторах 11(12), эмиттер которого подключен к общей шине, а база через ограничи- тельные резисторы 13(14) и 15(16) к выходу операционного усилителя 17(18 измерительно-усилительного узла 19(20 инвертирующий вход усилителя 17(18) через резисторный делитель 21(22) и 23(24) подключен к выходной шине стабилизированного источника питания, причем средняя точка указанного резисторного делителя через резистор 25(26) .соединена с выходом источника опорного напряжения 27(28), состоящего из последовательно включенных стабилитрона и токостабили- зирующего двухполюсника на полевом транзисторе и через замыкающие кон- такты кнопки 29, база и эмиттер проходного транзистора 5(6) соединены с входом узла защиты по току, состояще

0

5

0 5 О о

35

го из потенциометра 30(31) регулировки тока защиты, средний вывод которого подключен к базе транзистора 32 (33) защиты, его змиттер к входной силовой шине источника, коллектор через резисторный делитель 34(35) и 36(37) соединен с катодом (анодом) полупроводникового диода 38(39), выводом конденсатора 40 и анодом (катодом) светодиода оптрона 41, а фототиристор оптрона 41 подключен анодом к средней точке ограничительньгх резисторов 13 и 15 и катодом к средней точке ограничительных резисторов 14 и 16. Выход операционного усилителя 42 блока индикации аварийных режимов через ограничительный резистор 43 соединен с катодом и анодом светодиодов 44 и 45 индикации знака перегрузки, другие выводы которых подключены к общей шине источника, и через резистор 46 с неинвертируюш м входом операционного усилителя 42, выводом конденсатора 47, другой вывод которого подключен к общей шине, а инвертирующий вход усилителя 42 соедини через резистор 48 с выходом усилителя 42 и коллектором транзистора 49 блока индикации аварийных режимов, эмиттер которого подключен к общей шине, а база через резистор 50 к выходу операционного усилителя 18, кроме того, неинвертйрующий выход- операционного усилителя 42 через резистор 51 подключен к средней точке резисторного делителя 34, 36 и крайнему выводу переменного резистора 52 баланса токов, а через резистор 53, к средней точке резисторного делителя 35, 37.

Устройство работает следуюощм образом.

При включении источника питания, когда ток нагрузки не превышает установленной величины, транзисторы за- щкты 32 и 33 закрыты, через светодиод

оптрона 41 ток не протекает, его фототиристор закрыт, на выходе стабилизатора устанавливается требуемое двухполярное стабилизированное напряжение. При увеличении тока нагрузки в каком-либо плече (например, в верхнем по чертежу) увеличивается ток базы проходного транзистора 5, что ведет к увеличению коллекторного тока защитного транзистора 32, который протекает по цепи: общая шина- диод 39, светодиод оптрона 41, резисторы 34, 36, коллектор - эмиттер транзистора 32, входная силовая шина

Протекающий через светодиод оптрона 41 ток создает падение напряжения в точках соединения резисторов 35, 37 и 34, 36, которое суммируется на резисторах 51 и 53, и заряжает конденсатор -47, который подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 42, и на выходе которого находится напряжение, близкое к нулю, так как он охвачен глубокой отрицательной обратной связью (сопротивление резистора 48 на два-три порядка меньше, чем величина сопротивления резистора 46, а транзистор 49 в этот момент времени закрыт), то через светодиоды 44 или 45 не протекает.

При дальнейшем увеличении тока нагрузки ток, протекающий через свето- диод оптрона 41, также увеличивается и при достижении определенного уровн открывается фототиристор оптрона и шунтирует базы транзисторов 11 и 12. Стабилизатор выключается, напряжения на его выходах становятся равными нулю, а на выходах усилителей 17 и 18 появляются высокие уровни положитель ного и отрицательного напряжений соответственно, что оставляет фототиристор оптрона 41 во включенном состоянии и открывает транзистор 49.Цеп отрицательной обратной связи обрывается (резистор 48 и инвертирующий вход усилителя 42 подключается к общей шине), усилитель 42 охватывается положительной обратной связью через резистор 46, и на выходе устанавливается высокий уровень напряжения, знак которого соответствует знаку на- пряжения на накопительном конденсаторе 47, Загорается светодиод 45 или 44, указьгоающий в каком плече стабилизатора произошла перегрузка. Ток

10

15

4123

через светодиод оптрона-41 прекращается.

Для включения стабилизатора нажимается кнопка 29. При этом на выходах усилителей 17 и 18 устанавливаются нулевые уровни, ток через фото-, тиристор оптрона 41 прекращается и он закрывается. Напряжения на выходах стабилизатора остаются равными нулю.

5

0 5 о

д g

0

5

0

При размыкании кнопки 29 режимы усилителей 17 и 18 восстанавливаются и на выходах стабилизатора устанавливаются (если перегрузка устранена) стабилизированные разнополярные напряжения. Переменными резисторами 31 и 30 устанавливают требуемые токи защиты в диапазоне от 10 мА до максимального тока нагрузки, причем токи защиты в .плечах могут отличаться друг от друга на 2-3 порядка (ориентировочно от 10 мА до 20 А), а резистором 52 устанавливают необходимое соотношение. Подключение фототиристора и кнопки 29 в средние точки резистивных делителей на входах согласующих транзисторов и усилите-, лей измерительно-усилительного узла позволяет уменьшить число элементов, используемых в устройстве защиты в два раза по сравнению с известными аналогами и увеличить надежность работы устройства защиты, так как исключается возможность отключения устройства защиты при перегрузке стабилизатора, как это происходит в аналогах. Введение блока индикации аварийных режимов работы позволяет определить, в каком плече стабилизатора произошла перегрузка, а это сокращает время, необходимое для обнаружения причины перегрузки и ее устранения. Кроме того, устройство защиты дает возможность регулировать токи срабатывания защиты в широком диапазоне (от 10 мА до 20-25 А) без изменения номиналов элементов схемы и позволяет полностью выключать стабилизатор напряжения при перегрузке в одном плече, что предохраняет выход из строя элементов нагрузки при их питании двухполярным напряжением. Такое построение двухполярного стабилизированного источника напряжения со схемой защиты позволяет существенно упростить схемную реализацию устройства индикации аварийных

режимов работы источника и улучшить эксплуатационные характеристики источника питания, так как исполнительный элемент устройства индикации выполнен на одном операционном усилителе и двух светодиодах, которые позволяют определить в каком плече источника возник аварийньй режим, и сохраняет эту информацию до очередного запуска стабилизированного источника

Формула изобретения

1. Двухполярный стабилизированный источник питания, содержащий два стабилизатора постоянного напряжения различной полярности, каждый из которых включает в себя транзисторный регулирующий элемент и узел защиты по току, включенные последовательно в .силовую шину, измерительно-усилительный узел, делитель напряжения, первый ограничительньй резистор и диод, причем вход измерительно-усилительного узла подключен к выходному выводу, а выход узла защиты по току-к первому выводу делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и упрощения защиты от перегрузки по току без ухудшения качества стабилизации напряжения, в него введены тиристорный оптрон и переменный резистор, а в каждый из стабилизаторов введены второй ограничительный резистор и согласующий усилитель причем каждый вывод светодиода ти- ристорного оптрона через соответствующий диод подключен к общей шине и к вторым выводам делителей напряСоставитель В.Баранов Редактор М.Товтин Техред М.Дидык Корректор А.Тяско

Заказ 3961/44 Тираж 863Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

0

5

0

нены с выводами переменного резистора, соответствующие выводы фототиристора оптрона через вторые ограничительные резисторы соединены с соответствующими выходами измерительно- усилительных узлов, а через первые ограничительные резисторы - с входами согласуюш;их усилителей, выходы которых подключены к входам регулирующих элементов.

2, Источник питания по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик источника питания, в него введен блок индикации аварийных режимов, выполненный на транзисторе, накопительном конденсаторе, шести резисторах, двух светодиодах и операционном усилителе, неинвертирующий вход которого через накопительньй конденсатор соединен с общей шиной источника питания и через первый и второй резисторы-соответственно со средними точками делителей напряжения каждого стабилизатора, а инвертирующий вход усилителя подключен к коллектору транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база через третий резистор подключена к выходу измерительно-усилительного узла второго стабилизатора, причем выход операционного усилителя блока индикации через четвертый и пятый соответственно резисторы соединен с его входами и через шестой резистор - с катодом одного и анодом другого светодиодов блока индикации, дру-. гие выводы которых подключены к общей шине,

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения, улучшение качественных и эксплуатационных показателей с одновременным упрощением схемной реализации. В устройстве выключение регулирующих элементов 3, 4 осуществляется тиристорным оптроном (Л со 00