Стабилизатор напряжения постоянного тока с комплексной защитой Советский патент 1989 года по МПК G05F1/569 

(21)4284813/24-07

(22)15.

(46) 07.03.89. Бюп, № 9

(72) А.С.Христианов, Л.Б.Златкевич,

Ю.Ю.Лескович, С.В.Никулин

и Л.В.Черньшев

(53)621,316.722.1 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР №. 1096627, кл. G 05 F 1/569, 1983.

Найвельт Г.С. и др. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры:- Справочник под ред. Наб- вельта Г.С. - М.: Радио и связь, 1985, с.240, рис.6.18.

(54)СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТОЙ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение эффективности защиты и надежности стабилизатора путем исключения возникновеп кия перегрузок по мощности на .регулирующем т 5анзисторе при к.з, нагрузки. При возникновении перенапряжения на выходе стабилизатора узел комплексной защиты 9 вырабатьшает управляющий сигнал, переключающий транзистор- оптопары 13, тот в свою очередь закрывает транзистор 15 и снимает напряжение с управляющих электродов тиристоров регулирующего элемента 2, которые через время, равное периоду напряжения питания, закрываются, , обесточивая нагрузку. При перегрузке по току одновременно с оптопарой 13 срабатьшает оптопара 14 по сигналу узла комплексной защиты 9. Оптопара 14 открывает транзистор 21, который подает управляющее напряжение на тиристор 22 защиты.Открытый ; тиристор 22 шунтирует регулирующий транзистор 3 регулирующего элемента 2 с целью предотвращения его перегрузки по мощности за время срабатывания защиты. 1 ил.

(Л

С

20

25

30

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение эффективности з ащиты и надежности стабилизатора путем исключения Возник- нЬвения перегрузок по мощности на регулирующем транзисторе при корот- tO ком замыкании нагрузки.

На чертеже представлена электрическая схема ста билизатора напряжения постоянного тока с комплексной защитой,-15

Стабилизатор содержит трехфазный трансформатор 1, начала первичных обмоток которого подключены к входным выводам, а концы - к входу регулирующего элемента 2, состоящего из коммутирующего моста с диодами в анодной группе и тиристорами в катодной группе и подключенного к его диагонали регулирующего транзист.ора 3, Вторичные обмотки трехфазного трансформатора через вьтрямитель с фильтром 4 подключены к выходным выводам стабилизатора, к которым также подключена цепь обратной связи, состоящая из последовательно соединенных измерительного элемента 5 и усилителя 6 постоянного тока, питаемого от первого выхода 7 низ- . ковольтного вспомогательного источ- ника 8, Узел 9 комплексной защиты, з5 состоит Г из модуля 10 защиты от за- вьщ1ения выходного напряжения и модуля 1 1 защиты от перегрузок по току и К 3 , вход защиты по напряжению которого подключен к выходным выво- 40 дам стабилизатора, а вход токовой защиты подключен к датчику 12 тока, последовательна включенного в положительную силовую шин;у. Первьш выход узла 9 комплексной защиты через мо- 45 дуль 10 соединен с входом транзи стор- ной оптопары 13, а его второй выход I через модуль 11 соединен с последо- вательно включенными входами транзисторных оптопар 13 и 14,

Коллектор Транзистора оптопары 13 соединен с базой коммутирующего транзистора 15 и ре;)исторрм 16, Эмиттер транзистора оптопары 13 соединен с эмиттером коммутирующего транзистора 15 и отрицательным выводом второго вьЬсода низковольтного вспомогательного источника 8, Положительный вывод второго выхода 17

50

0

5

0

5 0 5

0

источника 8 соединен с резистором 16 и через блок 18 балластных резисторов - с управляющими электродами тиристоров регулирующего элемента 2, Коллектор транзистора оптопары 14 через резистор 19 соединен с плюсом первого выхода 7 низковольтного вспо- могагельного источника 8, с которым также через резистор 20 соединен коллектор транзистора 21, база которого соединена с эмиттером транзистора оптопары 14, а затем - с управляющим электродом тиристора 22, Катод тиристора 22 одновременно подключен к анодной группе диодов регулирующего элемента 2, к эмиттеру регулирующего транзистора 3 и к минусу первого выхода 7 низковольтного вспомогательного источника 8, а анод - к катодной группе тиристоров регулирующего элемента 2 и к коллектору регулирующего транзистора 3,

Выходы 7 и 17 низковольтного вспомогательного источника 8 электрически изолированы друг от друга. Усилитель 6 постоянного тока соединен с регулирующим транзистором 3 через гальваническую развязку.

Стабилизатор напряжения постоянного тока с комплексной защитой работает следующим образом,

В момент подачи питающего напряжения на первичные обмотки трехфазного трансформатора 1 и низковольтный вспомогательный источник 8 на вход коммутирующего транзистора 15 с выхода 17 источника 8 поступает постоянное напряжение, и транзистор 15 открывается. На управляющие электроды тиристоров коммутирзпощего моста при этом от того же низковольтного вспомогательного источника 8 подается постоянное напряжение, в результате чего тиристоры начинают работать как обычные выпрямительные диоды. Поскольку в первый момент напряжение на выходе стабилизатора меньше заданного значения, то с измерительного элемента 5 через усилитель 6 постоянного тока на вход регулирующего транзистора 3 поступает сигнал, и транзистор 3 начинает от- крываться, что влечет за собой увеличение напряжения на выходе стабилизатора,. .

По достижении на выходе стабилизатора заданного значения напряжения сигнал на входе регулирующего транзистора 3 начинает уменьшаться, и регулирующий транзистор 3 начинает закрываться, при этом уменьшается напряжение на выходе стабилизатора. В результате при изменении напряжения питающей сети напряжение на выходе стабилизатора остается постоянной величиной в пределах заданного значения..

В случае аварийного состояния стабилизатора, при котором напряжение на его выходе превьпиает допустимое значение, срабатывает узел 9 комплексной защиты, и через модуль 10 на вход транзисторной оптопарьг 13 поступает сигнал, который открывает транзистор данной оптопары и закрывает транзистор 15. В результате протекание тока через управляющие электроды тиристоров коммутирующего моста прекращается, и тиристоры при приложении к их анодам отрицательной полуволны синусоидального питающего

напряжения закрываются за время, рав- 25 ка, а также первым и вторым входом

ное периоду питающего напряжения. Напряжение на выходе стабилизатора при этом падает до нуля.

В случае увеличения тока нагрузки до значения, превышающего допустимое, или при коротком замыкании нагрузки на второй вход узла 9 комплексной защиты с датчика 12 тока поступает сигнал, который через модуль 11 поступает на входы последовательно включенных транзисторных оптопар 13 и 14, в результате чего их транзисторы открываются. При этом транзистор 15 закрывается. Далее, как и при срабатывании защиты по завьшению выходного напряжения. Протекание тока через управляю.щие электроды ти- ристоров коммутирующего моста прекращается, и они начинают закрываться. В этот же момент открывается . транзистор 21, и с выхода 7 вспомогательного источника -8 через резистор 20 на управляющий электрод тиристора 22 поступает сигнал, тиристор 22 открывается, зашунтировав при этом регулирующий транзистор 3.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока с комплексной защитой, со держащий трехфазный трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого подключены к входным выводам.

35

подключен узел комплексной защиты, первый и второй выходы усилителя по стоянного тока подключены соответст венно к эмиттеру и базе регулирующе 30 го транзистора, первый выход узла комплексной защиты через светодиод первой транзисторной оптопары подключен к второму выходу узла усомп- лексной защиты, отличающи с я тем, что, с целью повьшгения эф фективности и надежности защиты путем устранения режима перегрузки по мощности регулирующего транзистора при коротком замыкании нагрузки, в 40 него введены резистивный датчик то- . ка, вторая транзисторная оптопара, второй коммутирующий транзистор, защитный тиристор, шесть-резисторов и вспомогательный источник напряжения 45 причем первый вывод датчика тока под . ключен к положительному выходному выводу и третьему входу узла комплексной защиты, а второй к положительной силовой шине, третий выход gQ узла комплексной защиты через светодиод второй оптопары подключен к вто рому выходу узла комплексной защиты, отрицательный вывод первого выхода вспомогательного источника напряже- gg ния подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, положительный вывод подключен непосредственно к положительному входу питания усилителя постоянного тока, через первый резне

464149А

а другие к первым выводам соответст- .В5ТОЩИХ трех диодов и первым выводам трех тиристоров, вторые выводы дио- дов и тиристоров подключены соответственно к эмиттеру и коллектору регулирующего транзистора, управляющие электроды тиристоров соединены с первыми выводами соответствующих резис10 торов смещения и бал.пастных резисто ров, вторые выводы резисторов смещения подключены к коллектору регулирующего транзистора и коллектору первого коммутирующего транзистора, вто15 рые выводы балластных резисторов объединены, вторичные обмотки трехфазного трансформатора через выпрямитель с фильтром подключены к силовым , отрицательная силовая щи20 на подключена к отрицательному выходному вьгооду, параллельно силовым шинам входами подключены последовательно соединенные измерительный элемент и усилитель постоянного то

подключен узел комплексной защиты, первый и второй выходы усилителя постоянного тока подключены соответственно к эмиттеру и базе регулирующе- го транзистора, первый выход узла комплексной защиты через светодиод первой транзисторной оптопары подключен к второму выходу узла усомп- лексной защиты, отличающий- с я тем, что, с целью повьшгения эффективности и надежности защиты путем устранения режима перегрузки по мощности регулирующего транзистора при коротком замыкании нагрузки, в него введены резистивный датчик то- ка, вторая транзисторная оптопара, второй коммутирующий транзистор, защитный тиристор, шесть-резисторов и вспомогательный источник напряжения, причем первый вывод датчика тока под- ключен к положительному выходному выводу и третьему входу узла комплексной защиты, а второй к положительной силовой шине, третий выход узла комплексной защиты через светодиод второй оптопары подключен к вто рому выходу узла комплексной защиты, отрицательный вывод первого выхода вспомогательного источника напряже- ния подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, положительный вывод подключен непосредственно к поожительному входу питания усилителя остоянного тока, через первый резне5t

тор - к коллектору транзистора второй оптопары, а через второй резистор - к коллектору второго коммутирующего транзистора, база которого :непосредственно подклк1чггна .к эмитте- ру, а через третий резистор - к базе транзистора второй оптопары, эмиттер второго коммутирзпощего транзистора подключен к управляющем выводу за- щитного тиристора, а через четвертый резистор - к эмиттеру регулиру - щего транзистора и катоду защитного тиристора, анод которого подключен К коллектору первого кою утирующего

транзистора, эмиттер которого подключен к эмиттеру транзистора первой оптопары и отрицательному выводу второго выхода вспомогательного источника напряжения, база первого коммутирующего транзистора подключена к коллектору транзистора первой оптопары непосредственно, к базе того же транзистора через пятый резистор, а через шестой резистор - к вторым выводам балластных резисторов и положительному выводу второго выхода вспомогательного источника напряжения.