Стабилизирующий источник постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК G05F1/573 

Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано для защиты источников питания постоя нного тока от перегрузок и коротких заМыканий.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства защиты от перегрузок и коротких замыканий источника питания.

Устройство содержр1т регулирующий элемент 1. выполненный на МОП-транзисторе и включенный между входной и выходной минусовой шинами, затвор которого через последовательно соединенные первый и балластный резисторы 2 и 3 подключен к общей плюсовой Оаине, а через второй резистор 4 - к коллектору транзистора 5 стабилизатора тока, эмиттер которого подключен к входной минусовой шине, а база через третий резистор 6-- к выходной минусовой шине, стабилитрон 7, анод которого подключен к входной минусовой шине, а катод - к коллектору порогового транзистора 8 и общей точке соединения резисторов 2 и 3. К базе транзистора 8 подключены четвёртый резистор 9. конденсатор 10 и пятый резистор 11. второй вывод которого подключен к ВЫХОДНОЙ минусовой шине, а вторые выводы резистора 9. конденсатора 10 и эмиттер транзистора 8 подключены к входной минусовой шине.

. Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питания через резисторы 2 и 3 на затвор регулируюи эго транзистора 1 поступает положительное напряжение, которое открывает этот транзистор 1. В этот момент релейная цепь: резисторы 9 и 11 - транзистор 8 - конденсатор 10. отключена, так как напряжение на конденсаторе 10 равно нулю, что исключает ложное срабатывание защиты устройства от тока включения.

В начальный момент после включения напряжение на регулирующем транзисторе 1 увеличивается из-за тока включения ток

заряда конденсатора фильтра нагрузки ограничивается только сопротивлением насыщения (RcHHac) до значения, при котором транзистор 5 током через резистор 6 открь)вается. При этом создается делитель Напряжения (резисторы 4 и 2) на затворе транзистора 1, что приводит к ограничению (стабилизации) тока включения.

Потенциал общей точки ссздинения резисторов 2 и 3 стабилизирован стабилитроном 7. что обеспечивает стабильность тока включения при разных напряжениях питания. После заряда конденсаторов фильтра нагрузки регулирующий транзистор 1 входит в режим насыщения. При воздействии на выходе устройства перегрузки по току, равной установленному, с помощью соотношения величины резисторов 4 и 2 падение напряжения на регулирующем транзисторе 1 открывает транзистор 5 через резистор 6. В результате уменьшается ток стока регулирующего транзистора 1. и он выходит из насыщения. При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки ток перегрузки поддерживается стабильным за счет того, что увеличивается напряжение на регулирующем транзисторе 1., что приводит к увеличению напрйжения на конденсаторе 10 через резистор 11 релейной цепи. Когда напряжение на конденсс горе 10 достигнет порогового значени ., транзистор 8 открывается, чтр приводит к увеличению падения напряжения на резисторе 3, следовательно, к уменьшению напряжения на затворе транзистора 1. Происходит лавинообразный процесс переключения устройства из одного устойчивого состояния, когда регулирующий транзистор 1 открыт, в другое устойчивое состояние, когда,транзистор 1 закрыт; на выходе устройст ва напряжение становится равными нулю.. В выключенном состоянии конденсатор 10 разряжается через резистор 9. После этого устройство готово для повторного включения. Включение устройства возможно после снятия напряжения питания и повторной его подачи.При действии на выходе устройства короткого замыкания на время отключения, определяемое временем переключения устройства, оно работает в режиме стабилизации (ограничения) тока перегрузки, броски тока при этом отсутствуют.

Экспериментальные исследования показали, что предлагаемое устройство защиты от перегрузок и коротких замыканий в составе источника вторичного электропитания по сравнению с известным устройством беспечивает более надежную область безпасной работы регулирующего транзистора при переключениях, более высокую

надежность из-за исключения из силовой цепи датчика тока и повышения КПД.- Например, активное падение напряжения между входом и выходом предлагаемого устройства по величине тока нагрузки 1 А при

применении транзистора типа 2П922 составляет 0,2 В, в то время как известное устройство имеет активное падение напряжение около 1 В. При напряжении питания 27 8 предлагаемое устройство имеет КПД

99,17 % против 95,4 % У известного. Формула из об р е т е н и я Стабилизирующий источник постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный в отрицательную

силовую шину между входным и выходным выводами, релейную цепь управления регулирующим элементом, включающую в себя пороговый усилитель постоянного тока на транзисторе, первый и второй резисторы и

конденсатор, причем эмиттер-транзистора упомянутого усилителя и первый вывод конденсатора подключены к входной отрицательной шине, источник опорного напряжения, включающий в себя балластный резистор и Стабилитрон, анод которого подключен к входной отрицательной шине, а катод через ба)1ластный резистор - к общей положительной шине,, управляемый стабилизатор тока натранзмсторе, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности регулирующий элемент выпол-, нем на униполярном транзисторе, исток которого подключен к отрицательной входной шине, сток - к выходной отрицательной шине, а затвор через последовательно соединенные введенный третий резистор и балластный резистор подключен к общейположительной шине и через введённый четвертый резистор - к коллектору транзистора управляемого стабилизатора тока, эмиттер которого подключен к входной отрицательной шине, а база через введенный ограничительный резистор подключена -к выходной отрицательнрй шине, при этом к

катоду стабилитрона подключен коллектор транзистора порогового усилителя постоянного тока, база которого через первый резистор соединена с выходной отрицательной шиной, а через второй резистор - с входной

отрицательной шиной и вторым выводом конденсатораг

flf

I1У

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты источников питания постоянного тока от перегрузок и коротких замыканий. Цель изобретения - повышение надежности. Цель достигается использованием в устройстве униполярного транзистора в качестве датчика тока, который обеспечивает безопасную область работы регулирующего транзистора во время включения и перегрузки источника.1 ил.