Устройство защиты источника питания Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

05

„

Изобретение относится к злектро- Технике и может быть использовано в различных системах электропитания радиоаппаратуры, вычислительной техники и средств связи.

Цель изобретения - повышение надежности работы и расширение области применения.

На чертеже представлена схема уст- ройства защиты источника питания.

Устройство содержит регулирующий транзистор 1J включенньш последовательно в силовую шину, резисторный датчик 2 тока, включенный мехсду вхо- : ftoM устройства и эмиттером регулирующего транзистора9 коллектор регулирующего транзистора 1 подключен к вы ходу устройства, первый опорньй элемент 3, включенньш между входом ус Г ройства и базой регулирующего транзистора 19 резистор 4 смещения 5 под- ключвнньм одним выводом к базе регулирующего транзистора 1 защитный ,транзистор 5, переходом коллектор эмиттер шунтирующий база-эмиттер- :ньш переход регулирующего транзистора 1, управляющий резистор 6, вклк;;- чениьй параллельно база-эмиттерного . переходу защитного транзистора 5, транзистор 7 схемь сравнения коллектор которого, через первый лестный резистор 8 подключен к базе защитного транзистора 5, второй опор- ньш элемент 9j включенньм между тером транзистора 7 схемы сравнения и общей шиной, второй балластный резистор 10, включенный между в ходом устройства и вторым опорньм элементом 9, делитель 1 выходного напря- жения, входатуШ подключенкьй к выходу устройства и общей шлне, а выходом - к базе транзистора 7 схемы сравнения схему 12 задержки, содернсащую токо™ ограничительньш резистор 13. ный последовательно между входом н выходом и кондйв:сатор 14, включенньй между входом .схемы и обще шиной, шунтирующий транзистор 15 включеннъм переходом коллектор-эмит- тер параллельно втором; опорному элементу 9, а базой через резистор 16 подключенный к выходу схемы 12 задержки, пороговый элемент 175 вхс) подключенный к выходу делителя 11 вы ходного напряжения, а выходом - к входу схемы 12 задержки источник 18 постоянного напряжения, включенньм между вторым выводом резистора 4 сме20

25

|Q

. - 2S 49j й .,„ -;.,. щения и общей шиной, причем выход источника 18 постоянного напряжения подключен к выводу питания порогового элемента 17, элемент 19 индикации перегрузки, включенньй последовательно в коллекторную цепь шунтирующего транзистора 15.

Устройство работает следующим образом.

При номинальном входном напряжении и отсутствии п;ерегрузки по току регулирующий транзистор 1 полностью открыт и находится в -насыщении, глубина которого определяется резистором 4 смещения, падение напряжения на резне™ торном датчике 2 тока и база-эмиттер- ном переходе регулирующего элемента 1 меньше заданного первым опорным элементом 3. Уровень ограничения напряжения задается вторым опорным элементом 9s питаемым с входа через второй балластньш резистор 10, и в нормальном реясиме напряжения, снимаемого с

выходного делителя 11 напряжения недостаточен для отпирания транзистора s 7 схемы сравнения, в результате чего , последний заперт, ток в его коллекторной цепи отсутствует. Таким образом, отсутствует ток в базовой цепи защит- ного транзистора 5, он закрыт и не оказывает влияния на работу регулн- РЗ ющего транзистора 1 . На входе по- рогов ого элемента 17 - высокий потенциал, воспринимаемый им как логическая 1, поэтому на его выходе формируется низкий потенциал - логический О, конденсатор 14 схемы 12 задержки разряжен, транзистор. 15 закрыт, ток в световоде 19 отсутствует и последний не индицирует сигнал Перегрузка. В данном режиме падение напряжения кеходу входом и выходом минимально, и мощностьj рассеиваемая регулирующим транзистором, мини- мал ь на.

При превьппении входным напряжением значения, задаваемого вторым опорньм элементом 9 и коэффициентом передачи выходного делителя 11 напряжения, транзистор 7 схемы сравнения приоткрывается, в его коллекторной цепи возникает ток, который за счет падения напряжения на балластном резисторе 8 и з правляющем резисторе б отпирает защитньш транзистор 5, который,, шунтируя база-змиттерньй переход регулирующего транзистора 1,

314

приводит к его запиранию и ограничению выходного напряжения.

При действии перегрузки по току или коротком замыкании нагрузки падение напряжения на резистивном датчике 2 тока возрастает до уровня, определяемого первым опорным элементом 3 и величиной база-эмиттеркого напряжения регулирующего транзисто- ра 1, в результате чего последний подзапирается, ограничивая ток в нагрузке на уровне, определяемом величиной сопротивления резисторного дат чика 2 тока. Поскольку увеличение тока нагрузки и переход в режим ограничения токорегулирующего элемента 1 сопровождаются падением выходного на пряжения, на входе порогового элемента 17 формируется сигнал логического .О, переводящий его выход в состояние логической 1, т.е. на его выходе формируется высокий потенциал, поступающий на вход схемы 12 задержки. Происходит заряд конденсатора 14 через токоограничительньй резистор 13, в результате чего на выходе схемы 12 задержки через время, опре- деляемое постоянной КС-цепи, фор-ми- руется высокий потенциал, отпираюпщй шунтирующий транзистор 15, коллектор- ньй ток которЪго поджигает светодиод

19, индицирующий сигнал Перегрузка Порог ограничения выходного напряжения резко понижается, в результате чего регулирующий транзистор 1 запирается аналогично указанному режиму перенапряжения, и устройство отключает нагрузку от питающей сети. Если время действия перегрузки меньше, чем время формирования высокого по- тенциа,тта на выходе cxei-ft задержки устройство возвращается в исходное состояние.

Если порог срабатывания устройст- на по входному напряжению установить ниже минимального входного с учетом падения напряжения на регулирующем элементе 1 в линейном.режиме, то устройство работает как непрерывный ста- билизатор постоянного напряжения с защитой от .перегрузки по току и с триггерной защитой от короткого замыкания на выходе. Повышение стабильности выходного напряжения можно при необходимости добиться известны- ми методами, заменив, например, транзистор 7 схемы сравнения-дифферен- щ- альным или операционным усилителем.

0 5 5 О

5 0 5

5

0

10

Использование изобретения в качестве ограничителя входного напря- жения на заданном уровне, имеющем при номинальном режиме минимальное падение напряжения вход - выход, а также в качестве непрерывного стабилизатора напряжения с одновременной защитой от перегрузки по току и коротких замыканий расширяет его область применения. Так использование изобретения в качестве устройства защиты от бросков напряжения на входе источника питания, питаемого от бортсети, позволяет устранить перенапряжения на его входах и применить низковольтные элементы в его схеме. Кроме того, ограничение входного тока позволяют обеспечить п.павньй вход в режим защищаемого источника питания и. устранить броски тока в первичной сети с

Формула изобретения

1 . Устройство защиты- источника питания, содержащее последовательно включенный в силовую шину регулирующий транзистор, эмиттер которого через резисторный .датчик тока, соедк- нен с входным выводом, а коллектор - с выходным выводом, первьй опорный элемент, включепньй между входным выводом и базой регулирующего тран- зкстора, резистор смещения, одним выводом подключенный к базе регулирующего транзистора, защитньй транзистор,, эмиттером подключенный к эмиттеру, а коллектором - к базе регулирующего транзистора, управляющий резистор, включенньй между базой и эмиттером защитного транзистора, скему сравнения, выполненную на тран- зисторе, коллектор которого подклю , чей через первый балластньп резистор к базе защитного транзистора, второй опорный элемент, включённый между эмиттером транзистора схемы сравне- ния и общей шкной, второй балластный резистор, включенньй междз входным выводом и эмиттером транзистора схе- . мы сравнения, делитель выходного напряжения, выход которого подключен к базе транзистора схемы сравнения, узел задержки, -выполненньй на время- задающем конденсаторе и токоограни- чительном резисторе, причем .один из выводов токоограничительного резисто--- ра и один из выводов задающего кон5

денсатора являются выходом узла за- держки другой вывод конденсатора Подключен к общей шине, а другой .вывод токоограничительного резистора является входом узла задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и расширения Области применения, в не- j o введены пороговый элемент, стаби- Литрон, резистор и шунтирующий тран- Йистор, коллекторно-эмиттерный перерод которого включен параллельно Ьторому опорному элементу, а база |iepe3 резистор подключена к выходу Узла задержки, вход порогового элемента подключен к выходу делителя |вьгходного напряжения, а выход - к

10,6

входу узла задержки, причем стабилитрон включен между общей шиной и другим выводом резистора смещения, к которому подключен питающий вывод порогового элемента.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пороговый элемент выполнен на логическом элементе НЕ,

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью индикации режима перегрузки по току и короткого замыкания, в него введен светоизлучающий диод, подключенньй анодом к эмиттеру транзистора схемы сравнения, а катодом - к коллектору шунтирующего транзистора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты. Цель изобретения - повышение надежности работы и расширение области применения. При номинальном входном напряжении и отсутствии перегрузки по току транзистор 1 полностью открыт. Транзистор 7 узла сравнения заперт. При превышении выходным напряжением значения, задаваемого якорным элементом 9, открываются транзистор 7 и защитный транзистор 5, запирая регулирующий транзистор 1, что приводит к ограничению тока нагрузки. При перегрузке или коротком замыкании напряжение на датчике 2 тока открывает защитный транзистор 5, что приводит также к ограничению тока. При значительной нагрузке, приводящей за счет ограничения тока к падению вьгходного напряжения, пороговый элемент 17 переключается, что приводит к индикации перегрузки светодиодом 19. Цель изобретения достигается обеспечением возможности ограничения бросков напряжения на на- грузке и использованием устройства и в режиме защиты, и в режиме стабилизации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (С

Составитель В.Баранов Редактор И.Шулла Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 5647/48

Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Подписное