Устройство для защиты источника питания от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке Советский патент 1989 года по МПК G05F1/569 

10

15

20

Изобретение относится к электротехнике и предназначенб для исполь- зовани.я в схемах защиты вторичных источников электропитания.

Цель изобретения упрощение и повьшение надежности.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство 1 для защиты источника 2 питания от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке 3 содержит регулирующий 4 и управляющий 5 транзисторы, индуктивно емкостной фильтр 6 с элементом 7 индуктивности, первым конденсатором 8 и обратным первым диодом 9, первый 10 и второй 11 резисторы, КС-генератор 12, резис- тивный шунт 13, параметрический стабилизатор .4 напряжения, положительный 15 и отрицательный 16 входные выводы устройства, предназначенные для подключения х. соответствующим выводам источника 2 питания, положительный 17 и отрицательный 18 выход- : 25 ные выводы устройства, предназначенные для подключения нагрузки Э, и управляющий вьгаод 19 устройства, предназначенный для подключения к цепи формирования внешнего сигнала Отключение нагрузки.

Эмиттер регулирующего транзистора 4 соединен с положительным входным выводом 15 устройства, с входным выводом 20 параметрического стабилиза- 35 тора 14 и через первый резистор 10 - с базой этого транзистора, которая через второй резистор 11 соединена с коллектором управляющего транзис14675482 .

та 13, второй вывод которого соединен с анодом первого ,9, катодом второго 23 и анодом третьего 24 диодов, с отрицательным входным выводом 16 устройства и выводами питания КС- генератора 12 и компаратора 22. Эмиттер управляющего транзистора 5 соединен с анодом второго диода 23, шунтированного потенциометром 35, средний вывод которого соединен с неинвертирующим входом компаратора 22, база управляющего транзистора 5 - с выходом компаратора 22 и первым вьшодом четвертого резистора 30, второй вывод которого соединен с положительным выводом питания компаратора 22, выходным выводом параметрического стабилизатора 14 и через пятый резистор 31 с анодами четвертого 25 и пятого 26 диодов.

Катод ПЯТОГО диода 26 соединен с положительным выводом питания КС- генератора 12 и через второй конденсатор 33 с общим выводом 21 параметрического стабилизатора 14. Катод четвертого диода 25 соединен с коллектором управляющего транзистора 5 и через третий конденсатор .34 с катодом третьего диода 24 и с первым выводом шестого резистора 32, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом компаратора 22, вторым выводом третьего резистора 29 и с катодом шестого диода 27, анод которого соединен с выходом КС-генератора l2. Управляющий вывод 19 устройства через анод-катод седьмого диода -28 соединен с катодом шестого

30

тора 5. Коллектор регулирующего тран-40 №оца 27.

зистора 4 соединен с катодом первого диода 9 и с первым выводом элемента 7 индуктивности, вторым выводом соединенного с положительным выходным выводом 17 устройства и с первым выводом первого конденсатора 8, второй вывод которого соединен с отрицательным выходным выводом 18 устройства. Общий вывод 21 параметрического стабилизатора 14 соединен с отрицательным входным выводом 16.

В устройстве имеются компаратор 22 с положительной обратной связью, шесть диодов 23-28, четыре резистора 29-32, два конденсатора 33 и 34 и потенциометр 35. Отрицательный выходной вывод 18 устройства соединен с первым выводом третьего резистора 29 и с первым выводом резистивного шун45

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при включении источника 2 питания на исправную -нагрузку 3 и отсутствии управляющего сигнала на выводе 19 осуществляется заряд конденсатора 34 от источника 2 по цепи, включающей вывод 15, стабилизатор 14, резистор 31, 5Q диод 25, конденсатор 34, резисторы 32 и 29, шунт 13 и вывод 16. При этом на выходе компаратора 22 присутствует нулевой уровень напряжения, управляющий 5 и регулирующий 4 Tpak- зисторы закрыты. После заряда конденсатора 34 ток, протекакяций от ис- точника 2 по цепи, включающей стабилизатор 14, резистор 30, резистор обратной связи компаратора 22, по55

№оца 27.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при включении источника 2 питания на исправную -нагрузку 3 и отсутствии управляющего сигнала на выводе 19 осуществляется заряд конденсатора 34 от источника 2 по цепи, включающей вывод 15, стабилизатор 14, резистор 31, диод 25, конденсатор 34, резисторы 32 и 29, шунт 13 и вывод 16. При этом на выходе компаратора 22 присутствует нулевой уровень напряжения, управляющий 5 и регулирующий 4 Tpak- зисторы закрыты. После заряда конденсатора 34 ток, протекакяций от ис- точника 2 по цепи, включающей стабилизатор 14, резистор 30, резистор обратной связи компаратора 22, по

тенциометр 35, вывод 16, создает на неинвертирующем входе компаратора 22 потенциал, превышающий потенциал на его инвертирующем входе. На выходе компаратора появляется единичный уровень напряжения, управляющий 5 и регулирующий 4 транзисторы открываются. Напряжение источника 2 подается на нагрузки 3. Открытый транзистор 5 разряжает конденсатор 34 через диоды 23 и 24-и одновременно шунтирует цепь питания RC-генератора 12. Поэтому в безаварийном режиме работы . питание на КС-генераторе 12 отсутствует и он находится в холодном ре- ;зеряе, не вырабатывая ресурс. Диод 23 выполняет две функции: формирует напряжение смещения для транзистора 5 в его закрытом состоянии и опорное напряжение для компаратора 22.

При перегрузке на выходе устройст ва 1 возрастает падение напряжения на шунте 13 и когда потенциал на инвертирующем входе превьшает потенциал на неинвертирующем входе компаратора 22, задаваемого потенциометром 35, компаратор 22 срабатьшает.

Транзисторы 4 и 5 выключаются, напряжение снимается с нагрузки 3 и начинается заряд конденсатора 34 от источника 2 по цепи, включающей йы- вод 15, резисторы 10, 11, 32 и 29, щунт 13 и вывод 16. В течение всего времени, пока происходит заряд конденсатора 34, на выходе компаратора 22 поддерживается нулевой уровень напряжения и транзисторы 4 и 5 закрыты. Одновременно через резистор 31 и диод 26 происходит заряд конденсатора 33 и напряжение питания RC- генератора 12 плавно увеличивается. После заряда конденсатора 34 транзистор 4 включается повторно и при сохранении перегрузки процессы повторяются.

Транзистор 5 и компаратор 22 об- раэуют схему одновибраторд, время работы которого определяется емкостью конденсатора 34. Совмещение функций управляющего транзистора 5 и компаратора 22 в одном блоке позволяет упростить устройство путем уменьшения числа элементов.

При длительной перегрузке напряжение на конденсаторе 33 увеличивается, и КС-генератор 12 начинает работать на низкой частоте с боль- шой скважностью. На выходе транзис

тора 4 формируется серия пробных импульсов напряжения с высокой частотой работы одновибратора, которая повторяется с большой скважностью на низкой частоте RC-генератбра 12. Единичным сигналом на управляющем выводе 19 питание нагрузки может быть выключено.

Положительный эффект изобретения заключается в повьшении надежности за счет того, что КС-генератор при нормальном режиме питания нагрузки находится в холодном резерве, а компаратор работает в режиме пониженного энергопотребления. Кроме того, упрощается схема устройства защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты источника питания от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке, содержащее регулирующий и управляющий транзисторы, индуктивно-емкостный фильтр с элементом индуктивности, первым конденсатором и обратным первым диодом, первый и второй резисторы, КС-генератор, резистивный шунт, параметрический стабилизатор напряжения, положительный и отрицательный входные выводы устройства, предназначенные для подключения к соответствующим выводам источника питания, положительный и отрицательный выходные выводы устройства, предназначенные для подключения нагрузки, и управляющий вывод устройства, предназначенный для подключения к цепи формирования внешнего сигнала Отключение нагрузки, причем эмиттер регулирующего транзистора соединен с положи- .тельным входным выводом устройства, с входным выводом параметрического стабилизатора и через первый резистор с базой этого транзистора, которая через второй резистор соединена с коллектором управляющего транзистора, при этом коллектор регулирующего транзистора соединен с катодом первого диода и с первым выводом элемента индуктивности, вторым выводом соединенного с положительным выход- ньм выводом устройства и с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходным выводом устройства, а общий вывод параметрического стабилизатора соединен с отрицательным

входным выводом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьшения надежности, в устройство введены компаратор с положительной обратной связью, шесть диодов, четыре резистора, два конденсатора и потенциометр, причем : отрицательный выходной вывод устройСзистора, второй вывод которого соединен с положительным выводом питания компаратора,- выходным выводом параметрического стабилизатора и через пятый резистор с анодами четвертого и пятого диодов,- при этом катод пятого диода соединен с положительным выводом питания RC-генера

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в схемах вторичнь5х источников электропитания. Цель изобрете - ния - упрощение и повьшение надежности. При включении источника 2 на исправную нагрузку 3 заряжается конденсатор 34. После заряда этого конденсатора ток, протекающий через стабилизатор 14, резисторы 30,35 и резистор обратной связи компаратора 22, создает на неинвертируимцем входе компаратора 22 потенциал, превышаю-И щий потенциал на инвертирующем входе Ва выходе компаратора 22 появляется уровень напряжения, открывающий транзисторы 5 и 4. Напряжение источника 2 подается на нагрузку 3. Открытый транзистор 5 шунтирует цепь питания RC-генератора 12, который находится в обесточенном состоянии. При перегрузке возрастает падение напряжения на шунте 13. Потенциал на инвертирующем входе компаратора 22 становится выше потенциала на неинвертирующем входе. Компаратор 22 срабатывает, что приводит к запиранию транзисторов 5 и 4 и снятию напряжения с нагрузки. Одновременно начинается заряд конденсаторов 33 и 34, что приводит к включению КСтгенератора 12 и повторному включению транзисторов 4 и 5. Если перегрузка сохраняется, процесс выключения транзисторов 5 и 4 повторяется. При длительной перегрузке на выходе транзистора 4 формируется серия пробных 1шпуль- сов напряжения, следующих с высокой частотой, при этом серии пробных импульсов повторяются с большой скважностью на низкой частоте RC- генератора 12. 1 ил. (Л

тва соединен с первым выводом третье- Ю тора и через второй конденсатор го резистора и с первым-выводом ре- зистивного шунта, второй вывод которого соединен с анодом первого,- катодом второго, анодом третьего диодов, с отрицательным входным выводом устройства и выводами питания RC-гене- ратора и компаратора, эмиттер управляющего транзистора соединен с анодом второго диода, шунтированного потен- циометрюм, средний вывод которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, база управляющего транзистора соединена с выходом компаратора и первым выводом четвертого реРедактор В.Данко

Составитель О.Орлов

Техред А. Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 1196/45

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

с общим выводом параметрического стабилизатора катод четвертого диода соединен с коллектором управляющего транзистора и через третий конденсатор с катодом третьего диода и с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом компаратора, вторым выводом третьего резистора и

с катодом шестого диода, анод которого соединен с выходом RC-генера- тора, а управляющий вывод устройства через анод-катод седьмого диода соединен с катодом шестого диода.

Подписное