Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК G05F1/571 

Фиъ.1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры

Цель изобретения - повышение надежности работы

На фиг,1 представлена общая функциональная схема стабилизатора напряжения постоянного тока; на фиг„2 - принципиальная электрическая схема используемого узла защиты от перенапряжений.

- Стабилизатор содержит выпрямитель 1 (фигП), транзисторный регулирующий элемент 2, состоящий из регулирующих транзисторов 3 и 4, общую шину 5, измерительно-усилительный узел (блок сравнения) 6, накопительный конденсатор 7, управляющий транзистор 8, резистор 9 смещения, узел 10 защиты от перенапряжений с присоединительными выводами 11-15, блокирующие диоды 16 и 17 о На схеме (фиг„1) отмечены также выводы 18 и 19 для подключения первичной сети переменного тока и выводы 20 и 21 для подключения нагрузки.

Узел Ю защиты от перенапряжений включает в себя оптопару 22 () со светодиодом 23 и фототиристором (выходным переключаемым элементом) 2 зарядный диод 25, шунтирующие диоды 26 и 27, токоограничивающий резистор 28, опорный стабилитрон 29, фильтрующий конденсатор 30, шунтирующий тиристор 31 и блок 32 сравнения,,

Вход выпрямителя 1 соединен с выводами 18 и 19о Транзисторный регулирующий элемент 2 включен коллектор эмиттерным переходом в цепь между первым (плюсовым) полюсом выпрямителя 1 и выводом 20о Общая шина 5 включена между вторым (минусовым) полюсом выпрямителя 1 и выводом 21 с Вход измерительно-усилительного узла 6 соединен с выводами 20 и 21. Превая об- кладка накопительного конденсатора 7 подключена к общей шине 50 Коллектор управляющего транзистора 8 соединен с коллекторным выводом транзисторног регулирующего элемента 2.

Резистор 9 смещения включен между

0

5

0

5

воды 13,14 и включенные между ними последовательно шунтирующий диод 27 и шунтирующий транзистор 31)- с базовой цепью управляющего транзистора 8. Выходной переключаемый элемент (фототиристор 24 с выводами 11 и 15) узла 10 защиты от перенапряжений включен между эмиттерным выводом транзисторного регулирующего элемента 2 и выводом 20о Выход измерительно-усилительного узла 6 соединен с обкладками накопительного конденсатора 7

Блокирующий диод 16 включен между базой управляющего транзистора 8 и второй обкладкой накопительного конденсатора 7, а блокирующий диод 17 - между эмиттером управляющего транзистора 8 и базовым выводом транзисторного регулирующего элемента 2, В узле 10 защиты от перенапряжений светоди- од 23 включен в цепь питания данного узла (между выводами 12 и 14) последовательно с зарядным диодом 25, токоограничивающим резистором 28 и опорным стабилитроном 29) с возможностью шунтирования в аварийном режиме шунтирующим диодом 26 через шунтирующий тиристор 31, управляемый блоком 32 сравненияо Фильтрующий конденсатор 30, обеспечивающий сглаживание питающего напряжения, включен между катодом зарядного диода 25 и выводом 14 о

Стабилизатор работает следующим образом

При подаче напряжения на вход выпрямителя 1 на его выходе появляется выпрямленное пульсирующее напряжение Через резистор 9 смещения открывается транзистор 8 и своим эмиттерным током отпирает транзисторы 3 и 4 регулирующего элемента 2„ На выходе стабилизатора появляется напряженнее Одновременно обеспечивается заряд конденсатора 70

При достижении напряжением на выходе стабилизатора уставки изме- г рительно-усилительного узла 6 последний, шунтируя зарядный ток конденсатора 7, обеспечивает стабильное постоянное напряжение на этом конденсаторе о В результате на выходе стаби-

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры Цель - повышение надежности работы , Устройство содержит выпрямитель 1, транзисторный регулирующий элемент 2, измерительно- усилительный узел 6, накопительный конденсатор 7, управляющий транзистор 8г резистор 9 смещения, узел 10 защиты от перенапряжений, блокирующие диоды 16 и 17„ Выходной переключающий элемент узла 10 выполнен в виде тиристора (фототиристора)0 Стабилизация выходного напряжения осуществляется по компенсационному принципу,, При этом напряжение на конденсаторе 7 остается неизменным, а напряжение после регулирующего элемента 2 имеет пульсирующий характер В нормальном режиме фототиристор открыт В случае пробоя регулирующего элемента 2 напряжение на выходе стабилизатора повышается0 По достижении установки блока сравнения цепь управления фототиристором шунтируется и он закрывается,, 1 з„п0 ф-лы, 2 ил„ (О

базой и коллектором управляющего тран- лизатрра имеет место стабильное по

зистора 8„ Сигнальный вход узла 10 амплитуде пульсирующее напряжение,

защиты от перенапряжений (вход блока

32 сравнения) соединен с выводами

20 и 21, а вспомогательный выход (выкоторое может быть подано затем в нагрузку Следовательно, устройство работает как обычный компенсационны

которое может быть подано затем в нагрузку Следовательно, устройство работает как обычный компенсационный

стабилизатор с совмещенными функциями транзисторного фильтра,, Блокирующий диод 16 препятствует сглаживанию выпрямленного напряжения на выходе стабилизатора, которое может осуществляться конденсатором 7 через базоэмиттерные переходы управляющего транзистора 8 и регулирующих транзисторов 3 и 4„ Блокирующий диод 17 препятствует протеканию аварийного тока при пробое регулирующих транзисторов 3 и 4 по пути: выход выпрямителя 1, пробитый транзистор 3(4), базоэмиттерный переход транзистора 8, диод 16, измерительно-усилительный узел 6 Этот ток является значительным, поскольку при пробитом транзисторе 3(4) напряжение на выходе стабилизатора достигает такой величины, когда последний каскад измерительно-усилительного узла 6 полностью открыто

При подаче напряжения на вход выпрямителя 1 его выходное пульсирующее напряжение через зарядный диод 25 обеспечивает заряд конденсатора

30в узле 10 защиты от перенапряжения. При достижении напряжением на конденсаторе 30 величины напряжения стабилизации стабилитрона 29 начинает протекать ток через светодиод 23 опто- пары 22 о В результате фототиристор

24 открывается и обеспечивает передачу пульсирующего напряжения с выхода регулирующего элемента 2 на выход стабилизатора В случае пробоя (короткого замыкания) транзисторов 3 и 4 регулирующего элемента 2 иапря™ жение на выходе стабилизатора повышается При достижении уставки блока 32 сравнения отпирается тиристор

31и через диод 26 шунтирует светодиод 230 Поскольку к фототиристору

1Ь2

24 приложено пульсирующее напряжение, д5 3°й и коллектором управляющего транон закрывается и снимает напряжение с выхода стабилизатора Напряжение уставки блока 32 сравнения выставляется несколько больше напряжения уставки измерительного усилительного узла 6„

При исправном регулирующем элементе 2 в . аварийном режиме напряжение на выходе стабилизатора блокируется, кроме того, запиранием регулирующих транзисторов 3 и 4 путем закорачивания базы управляющего транзистора 8 на минус стабилизатора через диод 27 и тиристор 31 о

29904

to

J5

Дкод 25 препятствует подключению конденсатора 30 к плюсовой питое стабилизатора, что обеспечивает на ней пульсирующее напряжение, необходимое для работы фототиристора 24„ В дальнейшем пульсирующее напряжение может быть отфильтровано

Размещение выходного переключаемого элемента 24 узла 10 защиты от перенапряжений в силовой, а не управляющей цепи стабилизатора, предопре- его повышенную эксплуатацион- ную надежность Сохранение после ре гулирующего элемента 2 пульсирующего характера напряжения позволяет использовать в качестве выходного переключаемого элемента 24 четко коммутируемый ключ-тиристоро

Формула изобретения

1„ Стабилизатор напряжения посто- 5 янного тока, содержащий выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения первичной сети переменного тока, транзисторный регулирующий элемент, включенный коллектор- Q эмиттерным переходом в цепь между первым полюсом выпрямителя и первым вьюодом для подключения нагрузки, обцую ыину, включенную между вторым полюсом выпрямителя и вторым выводом для подключения нагрузки, измерительно-усилительный узел, вход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, накопительный конденсатор, первая обкладка которого подключе- 0 на к общей шине, управляюций транзистор, коллектор которого соединен с коллекторным выводом транзисторного регулирующего элемента, резистор смещения, включенный между базистора, снабженный выходным переключаемым элементом узел защиты от перенапряжений, сигнальный вход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, а вспомогательный выход - с базовой цепью управляющего транзистора, два блокирующих диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности

работы, выходной переключаемый элемент узла защиты от перенапряжений выполнен в виде тиристорного узла и включен между эмиттерным выводом транзисторного регулирующего элемента и первым выводом для подключения нагрузки, выход измерительно-усилительного узла соединен с обкладками накопительного конденсатора, первый блокирующий диод включен между базой управляющего транзистора и второй обкладкой накопительного конден- сатора, а второй блокирующий диод - между эмиттером управляющего транЛ

29 2S 3ЈЯ

Фиг. 2

зистора и базовым выводом транзисторного регулирующего элемента

20 Стабилизатор по п„1, отличающийся тем, что тиристорный узел выполнен в виде фототиристора оптопары, светопередагащий элемент которой включен в цепь питания данного узла с возможностью шунтирования в аварийном режиме

32