Устройство для защиты источника питания от токовых перегрузок при включении нагрузки Советский патент 1987 года по МПК H02H9/02 

10

15

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет уменьшения мгновенной мощности на коллекторно-эмиттерном переходе силового составного транзистора в момент включения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики мгновенных мошностей.

Устройство для заш,иты источника питания от токовых перегрузок при включении нагрузки содержит силовой составной транзистор 1, эмиттер которого через последовательно соединенные первый резистор 2 и нагрузку 3 подключен к шине 4 нулевого потенциала источника 5 питания. База силового составного транзистора 1 подключена к коллектору транзистора 6 управления, эмиттер которого подключен к обшей точке 20 соединения первого резистора 2 и нагрузки 3. База транзистора 6 управления подключена к первому выводу второго резистора 7 и через третий резистор 8 - к эмиттеру силового составного транзистора 1, между коллектором и базой которого подключен источник 9 тока. Коллектор силового составного транзистора 1 подключен к источнику 5 питания. Первый конденсатор 10 включен между базой и коллектором транзистора 6 управления, второй конденсатор 11 включен между эмиттером транзистора 6 управления и вторым выводом второго резистора 7. Четвертый резистор 12 включен между коллектором силового составного транзистора 1 и вторым выводом второго резистора 7.

Устройство работает следующим образом.

Базовая цепь силового составного транзистора 1 питается от источника 9 тока и шунтируется транзистором 6 управления. В установившемся режиме транзистор 6 управления заперт и не влияет на работу схемы.

25

30

35

ловом составном транзисторе 1 (фиг. 2, кривая 13, кривая 14 - для прототипа). Номиналы резисторов 12 и 7 выбраны таким образом, чтобы остаточный ток 1ост при коротком замыкании в цепи нагрузки 3 был равен нулю. Введение постоянной времени - резисторы 12 и 7, конденсатор 11 - больще постоянной времени переходного процесса при включении устройства обеспечивает возможность нормального запуска схемы. Резистор 12 необходим для устранения влияния конденсатора 11 на постоянную времени цепи - конденсатор 10, резистор 8 (т|).

При коротком замыкании в цепи нагрузки 3 происходит плавный рост тока через силовой составной транзистор 1 с постоянной времени ц, при это.м через резисторы 12, 7 и 8 с постоянной времени (конденсатор 11, резисторы 12 и 7) начинает нарастать базовый ток транзистора 6 управления и при определенной его величине происходит полное отпирание транзистора 6 управления и запирание силового составного транзистора 1, при этом 1.ст 0.

При включении устройства на активную нагрузку характер переходного процесса зависит от постоянной времени п. При работе на активно-индуктивную нагрузку 3 переходный процесс зависит от соотношения постоянных времени нагрузки и TI. При постоянной времени цепи нагрузки меньше постоянной времени TI характер переходного процесса определяется постоянной времени TI, при постоянной времени цепи нагрузки больше TI - переходный процесс определяется постоянной времени цепи нагрузки 3.

Положительный эффект, создаваемый изобретение.м, заключается в повышении надежности работы устройства для защиты источника питания от токовых перегрузок при включении нагрузки за счет снижения мощности, рассеиваемой на силовом составном транзисторе в момент включения,

При включении устройства на нагрузку 3, 40 при этом сохраняется величина тока ограничения при изменении входного напряжения.

Формула изобретения

потребляющую ток больше тока ограничения loip, устройство переходит в режим стабилизации тока с током Ьгр, определяемым напряжением база - эмиттер транзистора б управления и номиналом резистора 2. Скорость нарастания напряжения на на1рузке 3 определяется величиной нагрузки и ее характером. Динамические характеристики тока через силовой составной транзистор 1 определяются характером нагрузки 3 и конденсатором 10. Мощность, рассеиваемая на силовом составном транзисторе 1 в момент включения, зависит от крутизны нарастания тока 1,через него и величины емкости нагрузки. Введение в устройство постоянной времени TI позволяет менять крутизну нарастания тока через силовой составной транзистор 1 и сделать ее независимой от емкости нагрузки 3, что в свою очередь позволяет резко уменьшить мгновенную мошность рассеивания на сиУстройство для защиты источника питания от токовых перегрузок при вклкЛении нагрузки, содержащее силовой составной транзистор, эмиттер которого через последовательно соединенные первый резистор и

CQ нагрузку подключен к шине нулевого потенциала источника питания, база силового составного транзистора подключена к коллектору транзистора управления, эмиттер которого подключен к общей точке соединения первого резистора и нагрузки, база

55 транзистора управления подключена к первому выводу второго резистора и через третий резистор - к э миттеру силового составного транзистора, между коллектором и базой которого-подключен источник

0

5

0

5

0

5

ловом составном транзисторе 1 (фиг. 2, кривая 13, кривая 14 - для прототипа). Номиналы резисторов 12 и 7 выбраны таким образом, чтобы остаточный ток 1ост при коротком замыкании в цепи нагрузки 3 был равен нулю. Введение постоянной времени - резисторы 12 и 7, конденсатор 11 - больще постоянной времени переходного процесса при включении устройства обеспечивает возможность нормального запуска схемы. Резистор 12 необходим для устранения влияния конденсатора 11 на постоянную времени цепи - конденсатор 10, резистор 8 (т|).

При коротком замыкании в цепи нагрузки 3 происходит плавный рост тока через силовой составной транзистор 1 с постоянной времени ц, при это.м через резисторы 12, 7 и 8 с постоянной времени (конденсатор 11, резисторы 12 и 7) начинает нарастать базовый ток транзистора 6 управления и при определенной его величине происходит полное отпирание транзистора 6 управления и запирание силового составного транзистора 1, при этом 1.ст 0.

При включении устройства на активную нагрузку характер переходного процесса зависит от постоянной времени п. При работе на активно-индуктивную нагрузку 3 переходный процесс зависит от соотношения постоянных времени нагрузки и TI. При постоянной времени цепи нагрузки меньше постоянной времени TI характер переходного процесса определяется постоянной времени TI, при постоянной времени цепи нагрузки больше TI - переходный процесс определяется постоянной времени цепи нагрузки 3.

Положительный эффект, создаваемый изобретение.м, заключается в повышении надежности работы устройства для защиты источника питания от токовых перегрузок при включении нагрузки за счет снижения мощности, рассеиваемой на силовом составном транзисторе в момент включения,

0 при этом сохраняется величина тока ограничения при изменении входного напряжения.

Устройство для защиты источника питания от токовых перегрузок при вклкЛении нагрузки, содержащее силовой составной транзистор, эмиттер которого через последовательно соединенные первый резистор и

Q нагрузку подключен к шине нулевого потенциала источника питания, база силового составного транзистора подключена к коллектору транзистора управления, эмиттер которого подключен к общей точке соединения первого резистора и нагрузки, база

5 транзистора управления подключена к первому выводу второго резистора и через третий резистор - к э миттеру силового составного транзистора, между коллектором и базой которого-подключен источник

тока, коллектор силового составного транзистора подключен к источнику питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения мгновенной МОШ.НОСТИ, рассеиваемой на коллекторно- эмиттерном переходе силового составного транзистора, в него введены два конденсатора и четвертый резистор, причем первый

конденсатор включен между базой и коллектором транзистора управления, второй конденсатор включен между эмиттером транзистора управления и вторым выводом второго резистора, четвертый резистор включен между коллектором силового составного транзистора и вторым выводом второго резистора.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повыщение надежности устройства за счет уменьщения мгновенной мощности на кол лекторно-эмиттерном переходе силового сое тавного транзистора в момент включения. Базовая цепь силового составного транзистора I питается от источника 9 тока и щун- тируется транзистором 6 управления. В уста- новивщемся нормальном режиме питания нагрузки 3 транзистор 6 заперт и не влияет на работу схемы. При включении устройства на нагрузку 3, потребляющую ток, превышающий ток ограничения, транзистор 1переходит в режим стабилизации тока на уровне ограничения. При коротком замыкании в цепи нагрузки 3 проис.чодит плавный рост тока через транзистор I, одновременно нарастает базовый ток транзистора 6 управления, при определенной величине базового тока транзистор 6 полностью отпирается, что приводит к запиранию транзистора I. 2ил. «е (Л со 00 со СЛ

/J

Фаг. 2