Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах с импульсной нагрузкой в качестве вторичного источника электропитания.

Цель изобретения - расширение области применения путем осуществления возможности работы на импульсную нагрузку.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит транзисторный регулирующий элемент 1, включенный в силовую шину, блок 2 управления цепи обратной связи с источником 3 опорного напряжения, включенный между выходным выводом и управляющим входом элемента 1. блок защиты, включающий в себя первый датчик 4 тока, включенный между выходом

элемента 1 и выходным выводом, первый компаратор 5 с узлом 6 задержки на выходе, второй компаратор 7 с узлом 8 запоминания на выходе и второй датчик 9 тока, включенный в общую шину и выходом соединенный с неинвертирующим входом первого компаратора 5, инвертирующие входы компараторов соединены с источником 3 опорного напряжения. Выход датчика 9 тока соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 5. Неинвертирующий вход второго компаратора 7 подключен к выходу узла 6 задержки, а его стробирующий вход - к цепи узла 8 запоминания. При этом блок 2 управления выполнен на основе типовой микросхемы, включающей в себя узел защиты от перегрузок и короткого замыкания и узел отключения, вход которого, обозначенО

2

о Ivl

:СО

ный в микросхеме цифрой 9, подключен к выходу узла 8 запоминания, Цифры 2, 4, 8, 10, 11, 12, 13 и 16 также соответствуют обозначениям выводов на этой типовой микросхеме. При этом выводы 10 и 11 выведены от узла защиты микросхемы и подключены соответственно к выходу датчика 4 и к выходу делителя напряжения- на резисторах 10 и 11, включенного между общей силовой шиной и управляющим входом регулирующего элемента 1 и входящего в состав блока 2. Кроме того, в блок 2 входит делитель напряжения на резисторах 12 и 13, включенный между выходом датчика 4 и общей силовой шиной. В узел 6 задержки входит подстраиваемая времязадающая цепочка на резисторе 14 и конденсаторе 15.

Стабилизатор работает следующим образом.

Входное напряжение выпрямляется, фильтруется и подается в качестве силового питания на регулирующий элемент 1. Сигнал отрицательной обратной связи по напряжению, снимаемый с нагрузки, подается на делитель на резисторах 12 и 13. Со среднего вывода переменного резистора 13 сигнал воздействует на микросхему (вывод 12), которая, управляя регулирующим элементом 1, поддерживает неизменное значение напряжения на выходе стабилизатора. На узел защиты от перегрузки и короткого замыкания (выводы 10 и 11) соответственно подается сигнал с первого датчика 4 тока и со среднего вывода переменного резистора 11. С помощью переменного резистора 11 устанавливается первый порог защиты от перегрузки по току, значение которого должно быть на 10-20% больше величины тока в импульсе (максимально ожидаемого).

Для исключения аварийного случая длительного протекания тока в нагрузке значением более среднего тока в импульсе, но менее указанного первого порога защиты от перегрузки по току введены узлы 5-9, осуществляющие задержку выключения стабилизатора напряжения, если ток нагрузки не превышает второго порога защиты от перегрузки по току и воздействует в течение не более времени, определяемого постоянной времени r R 14 С 15, причем г выбирается на порядок более длительности импульса.

На инвертирующий вход компаратора 7 подается часть опорного напряжения, на неинвертирующий вход - часть опорного напряжения и напряжение со второго датчика 9 тока. Выбором величины опорного напряжения добиваются срабатывания компаратора 5 при протекании через датчик

9 тока, равного среднему значению тока в импульсе, или тока, обеспечивающего длительную отдачу мощности в нагрузку без перегрева радиаторов транзисторов регулирующего элемента С выхода компаратора 5 при его срабатывании высокий уровень сигнала поступает на узел 6 задержки. Подстраиваемая времязадающая цепочка на резисторе 14 и конденсаторе 15 обеспечи0 вает задержку подачи сигнала на неинвертирующий вход компаратора 7. на его инвертирующий вход подается часть опорного напряжения. Если заряд на конденсаторе 15 достигнет величины опорного

5 напряжения на инвертирующем входе компаратора 7, последний и высокий уровень сигнала с его выхода поступает на вход узла 8 запоминания, который откроется и зашун- тирует резистором 16 стробирующий вход

0 компаратора 7, чем обеспечивается его самоудержание в сработанном состоянии, которое уже не зависит от напряжений на входах. Напряжение с выхода узла 8 поступает на узел отключения (вывод 9

5 микросхемы блока 2), в результате чего стабилизатор выключится. Чтобы восстановить нормальный режим работы стабилизатора, отключают питание от стабилизатора, устраняют перегрузку и вновь его включают.

0 Сброс напряжения с конденсатора 15 не позволяет на нем накапливаться энергии, что не задерживает пуск стабилизатора.

Таким образом, стабилизатор имеет два вида защиты: первая защита от перегрузки

5 и короткого замыкания срабатывает мгновенно в аварийном случае и второй вид защиты от перегрузки по току происходит с заданной задержкой в случае сбоя ритма подключения импульсной нагрузки.

0

Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин транзисторный регулирующий

5 элемент, блок управления цепи обратной связи с источником опорного напряжения, включенный между выходным выводом и управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, блок защиты.

0 включающий в себя первый датчик тока, включенный между выходом транзисторного регулирующего элемента и выходным выводом, первый компаратор и узел задержки, вход которого подключен к выходу первого

5 компаратора, отличающийся тем, что, целью расширения области применения путем осуществления возможности работы на импульсную нагрузку, в него введены второй компаратор с узлом запоминания на выходе и второй датчик тока, включенный в

общую шину и выходом соединенный с неинвертирующим входом первого компаратора, причем неинвертирующий вход второго компаратора подключен к выходу узла задержки, а его стробирующий вход соединен с цепью узла запоминания, кроме того, блок управления цепи обратной связи

включает в себя узел защиты от перегрузок и короткого замыкания и узел отключения. вход которого соединен с выходом узла запоминания, а инвертирующие входы обоих компараторов подключены к источнику опорного напряжения блока управления цепи обратной связи.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах с импульсной нагрузкой в качестве вторичного источника электропитания. Цель - расширение области применения путем осуществления возможности работы на импульсную нагрузку. Стабилизатор содержит транзисторный регулирующий элемент 1, блок 2 цепи обратной связи, блок защиты с первым датчиком 4 тока, первый компаратор 5 с узлом 6 задержки на выходе. В стабилизатор введены второй компаратор 7 с узлом 8 запоминания на выходе и включенный в общую шину второй датчик 9 тока. Блок 2 включает в себя узел защиты от перегрузок и короткого замыкания. При высоком уровне сигнала компаратор 5 срабатывает, следствием чего является шунтирование резистором 16 стробирующего входа второго компаратора 7. Он находится в сработанном состоянии, которое не зависит от напряжений на входах. Напряжение с выхода узла 8 поступает на узел отключения блока 2, и стабилизатор выключается. Обеспечены два вида защиты: первая срабатывает мгновенно в аварийном случае, а вторая происходит с заданной задержкой при сбое ритма подключения импульсной нагрузки. 1 ил.