Непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК G05F1/573 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках электропитания различных радиотехнических устройств.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности запиты от перегрузок по току и коротких замыканий.

На чертеже приведена схема непрерывного стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на проходном 2 и согласующем 3 транзисторах, включенный последовательно в выходную шину стабилизатора; источник опорного напряжения на стабилитроне 4, анод которого подключен к выходному выводу стабилизатора; дифференциальный усилитель 5 постоянного тока, один вход которого- соединен со средней точкой ,

делителя 6 выходного напряжения, включенного между катодом стабилитрона 4 и минусовой шиной стабилизатора, другой вход усилителя 5 подключен к упомянутому выходному выводу, а выход усилителя 5 постоянного тока через резистор 7 подключен к входу регулирующего элемента 1, т.е. к базе согласующего транзистора 3; блок 8 защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, в состав которого входят датчик 9 тока нагрузки, включенный между регулирующим элементом 1 и выходным выводом стабилизатора; два транзистора защиты 10 и 11 одного типа проводимости. Эмиттер первого транзистора 10 защиты подключен к выходному выводу стабилизатора, его коллектор соединен с входом регулирующего элемента 1, а база первого транзистора 10 защиты подключена к средней

о ел

00

со со

точке первого-делителя (резистор 12 и 13) напряжения защиты, включенного между базой проходного транзистора 2 и минусовой шиной стабилизатора. Эмиттер второго транзистора 11 защиты подключен к выходному выводу стабилизатора, его коллектор соединен с входом регулирующего элемента 1, а база второго транзистора 11 через резистор 14 подключена к выходу счетчика импульсов 15. Формирователь импу(льсов 16 подключен к счетчику импульсов 15. Выход триггера 17 соединен со счетчиком импульсов 15, а вход триггера 17 подключен к средней точке второго делителя (резисторы 18 и 19) напряжения защиты, включенного между силовой и минусовой шинами стабилизатора. Питание стабилитрона 4 и дифференциаль- ного усилителя 5 производится от дополнительного источника питания с на- пряжением ± идоп.

Стабилизатор работает следующим образом.

В режиме стабилизации выходного напряжения транзисторы защиты 10 и 11 закрыты и не влияют на работу стабилизатора. В режиме перегрузки с увеличением тока нагрузки увеличивается na дение напряжения на датчике тока 9. Первый транзистор защиты 10 открывается и подзапирает регулирующий элемент 1, ограничивая ток нагрузки на заданном уровне. В случае короткого замыкания или значительной перегрузки по току напряжение на выходе стабилизатора снижается, а на регулирующем элементе 1 увеличивается. Мощность рассеиваемая регулирующим элементом 1 остается значительной и зависит от ограничительного тока и остаточного тока короткого замыкания.

Работа регулирующего элемента в такой режиме нежелательна, так как попадает в область максимально-допустимых значений.

Для исключения работы регулирующего элемента 1 в таком режиме в стабилизаторе применена электронная схема защиты. В случае снижения выходного напряжения до заданного уровня триггер 17, подключенный относительно выходного вывода к средней точке второго делителя напряжения защиты на резисторах 18 и 19, срабатывает и сигнал с его выхода сбрасывает счетчик 15 импульсов. Опрокидывание тригг гера 17 происходит за счет перерас

Q

5

0

5

0

5

пределения напряжений на регулирующем элементе 1 и нагрузке. Счетчик 15 импульсов выдает сигнал включения стабилизатора на второй транзистор 11 защиты, тем самым отключая нагрузку. Счетчик 15 импульсов через заданное время формирует импульс для включения стабилизатора. Импульсы на счетчик поступают с формирователя 16 импульсов. В случае устранения короткого замыкания или перегрузки по току стабилизатор автоматически включается. Использование изобретения позволит повысить надежность в работе стабилизатора за счет отключения нагрузки от регулирующего элемента в случае короткого замыкания или значительной перегрузки по току и повысить эффективность работы блока защиты за счет использования схемы задержки включения и автоматического перезапуска.

Наиболее рационально использовать предлагаемый стабилизатор в высоковольтных стабилизаторах напряжения постоянного тока (500 В и выше).

Формула изобретения

Непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин, иточник опорного напряжения на первом стабилитроне, анод которого подключен к выходному выводу, дифференциальный усилитель постоянного тока, один вход которого соединен со средней точкой делителя выходного напряжения, другой вход подключен к выходному выводу, а выход - к управляющему входу регулирующего элемента, блок защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, состоящий из датчика тока нагрузки, включенного между регулирующим элементом и выходным выводом, двух транзисторов защиты, эмиттер первого из которых подключен к выходному выводу, его база - к средней точке первого делителя напряжения защиты, одним крайним выводом соединенного с управляющим входом регулирующего элемента, а коллектор соединен с управляющим входом регулирующего элемента, второго делителя напряжения защиты, отличают ий1с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, в него введен узел задержки включения и автоматического перезапуска, состоящий из триггера, подключенного к средней точке второго делителя напряжения защиты, формирователя импульсов и счетчика импульсов, подключенного к триггеру и формирователю импульсов, а своим выходом через резистор - к базе второго транзистора JQ

защиты, соединенного коллектором г управляющим входом регулирующего элемента, а эмиттером - с выходным выводом, при этом второй делитель напряжения защиты включен между входным выводом и отрицательной силовой шиной, а второй крайний вывод первого делителя напряжения защиты соединен с отрицательной силовой шиной.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания различ-. ных радиотехнических устройств. Цепь - повышение надежности и эффективности защиты от перегрузок по току и коротких замыканий. В режиме стибилиза- ции выходного напряжения транзисторы защиты 10 и 11 закрыты и не влияют на работу стабилизатора. В случае короткого замыкания или перегрузки по току с делителя напряжения на резисторах 18 и 19 выдается сигнал на триггер 1/, который сбрасывает счетчик 15 и через резистор 14 открывает транзистор 11, который, в свою очередь, отключает регулирующий элемент 1 от нагрузки. В случае устранения короткого замыкания или перегрузки по току стабилизатор автоматически включается . 1 ил.

+ Udon

-г +