Источник постоянного напряжения с защитой от перегрузок Советский патент 1992 года по МПК H02M3/335 H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть испол1 зовано в устройствах электропитания радио- и телевизионной аппаратуры. Известен стабилизированный источник питания с бестрансформаторным входом, содержащий сетевой выпрямитель, фильтр и инвертор полумостового типа. В данном источнике отстутствуе т защита от перегрузок и токов короткого замыкания., Известен также источник постоянного напряжения с защитой от перегрузок, со-, держащий преобразователь постоянного напряжения в переменное, состоящий из задающ его генератора и усилителя мощности, выход которого подключен к входу силового выпрямителя, ключевой транзистор, коллектор которого через первый разделительный диод соединен с положительным входом задающего генератора, потенциометр, соединеннь1й своим первым выводом с отрицательным выводом силового выпрямителя и отрицательным входом задающего генератора, цепь запуска, состоящую из ключевого транзистора и одним своим выводом coeдинeн foгo с подвижным контактом первой Контактной группы кнопочного ключа. Недостатком известного источника является его ненадежный запуск. При большой разнице уровней наНряжения на входе и выходе запуск известного источника вообще неосуществим. В Схеме необходим датчик тока, которым является активное сопротивление дросселя фильтра. При отсутствии дросселя его заменяет резистор, на котором происходят потери мощности, что снижает КПД. Кроме того, схема обладает значительным перепадом уровней токов начала и конца срабатывания защиты, что при Медленном увеличении тока нагрузки может привести к выходу мз строя транзисторов усилителя мощности, что также обуславливает низкую надежность источника. Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение потерь. Указанная цель достигается тем, что в источник постоянного напряжения с защитой от перегрузок введены стабилитрон, второй и третий разделительные диоды, тиристор, два резистора и вспомогательный выпрямитель, при этом в кнопочный ключ цепи запуска введена вторая контактная группа, подвижный контакт которой соединен с вторым выводом конденсатора цепи запуска, а стабилитрон подключен параллельно конденсатору цепи запуска, анод второго разделительного диода соединен с размыкающим контактом второй контактной Труппы кнопочного ключа, а катод - с анодом первого разделительного диода и положительным входом задаюидего генератора, первый резистор одним .своим выводом подключен к положительному входному выводу, а другим - к замыкающему контакту второй контактной группы кнопочного ключа, а замыкающий контакт первой контактной группы кнопочного ключа соединен с отрицательным входным выводом, кроме того, вспомогательный выпрямитель соединен своим отрицательным выводом с отрицательным выводом силового выпрямителя, положительным выводом - с вторым выводом потенциометра, а входом - с вторым введенным выходом усилителя мощности, причем третий разделительный диод анодом соединен с положительным выводом силового выпрямителя, а катодом - с эмиттером ключевого транзистора, тиристор подключен анодом к положительному выводу силового выпрямителя, катодом - к базе транзистора и первому выводу второго резистора, а управляющим электродом - к среднему выводу потенциометра, второй вывод второго резистора соединен с отрицательным выводом силового выпрямителя. На чертеже, представлена схема предлагаемого источника. Источник постоянного напряжения с защитой от перегрузок содержит преобра 5ователь 1 постоянного напряжения в переменное, состоящий из усилителя 2 мощности и задающего генератора 3, кнопочный ключ 4, состоящий из двух контакт-, кых групп 5 и 6, стабилитрон 7, конденсатор 8, ограничительный резистор 9, разделительный диод 10, силовой 11 и вспомогательный 12 выпрямители, разделительный диод 13, ключевой транзистор 14, разделительный диод 15, потенциометр 16, тиристор 17 и резистор 18. Стабилитрон 7 и конденсатор 8 соединены параллельно и через замыкающие контакты контактных групп 5 и 6 кнопочного ключа 4 и резистор 9,связаны с входными выводами, а через размыкающие контакть ключа 4 и диод 10 - с входом задающего генератора 3, который через последовательно соединенный диод 15, ключевой транзистор 14 и диод 13 связан с выходом силового выпрямителя 11. Выпрямитель 11 подключен к обмотке трансформатора усилителя 2 мощности, вход которого соединен с выходом задающего генератора 3. Выпрямитель 12, подключенный своим входом к трансформатору усилителя 2 мощности, своим отрицательным выводом соединен с отрицательным выводом выпрямителя 11, а

положительным выводом - с одним из неподвижных выводов потенциометра 16, связанного своим вторым неподвижным выводом с отрицательным выводом выпрямителя 11, а средним-с yпpaвляющим злeктродом тиристора 17, который подключён своим анодом к положительному выводувыпрямителя 11, а катодом - к базе транзисто ра 14. - ,:;г ,,::;

Усилитель мощности может быть выполнен,Например, по полумостовой схеме, которая является наиболее эффективной в высоковольтных преобразователях.

Источник работает следующим образом,;

При нажатии на ключ 4 конденсатор 8 подключается к входным выводам через резистор 9 и заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона 7, При отпускании ключа напряжение конденсатора 8 через разделительный диод 15 прикладывается к задающему генератору 3, при этом начинает, работать усилитель 2 мощности, управляемый сигналом с задающего генератора 3.

На выходе силового выпрямителя 1 Тпоявляется напряжение, которое через диоды 13 и 15 и транзистор 14 подается на вход задающего генератора 3. Последующее питание задаюа(его генератора 3 осущеСт ляется с вь1хода источника. Напряжение вспомогательного выпрямителя 12 выбира.ется нeJCкoлькo выше напряжения силового выпрямителя 11. Положение движка потенциометра 16 выбирается таким, что при нормальном токе нагрузки к управляющему выводу тиристора 17 приложено отрицательное, т.е. запирающее, напряжение, и он заперт, при этом .база транзистора 14 смещена в прямом направлении, он открыт и не оказывает влияния на работу схемы. При перегрузке или коротком замыкании напряжение на выходе силового выпрямителя 11 уменьшается за счет увеличения падения напряжения на диодах выпрямителя 11 и вторичной обмотке трансформатора усилителя 2 мощности. Напряжение на управляющем выводе тир11стора 17 меняет знак на обратный, и он открывается, при этом база транзистора 14 смещается в обратном направлении, и он закрывается, прерывая,питание задающего генератора 3, вследствие чего вы.ключается все устройство. Для его повторного включения после устранения перегрузки необходимо снова нажать и отпустить ключ 4.,

Такое положение схемы позволяет ис пользовать низковольтные задающий гене ратор 3 и пусковой конденсатор ,8 при любЬм входном напряжении, в том числе и в бестрансформаторном высоковольтном

преобразователе, чтО повышает надежность источника.

Введение тиристора позволяет свести уровень тока начала и конца срабатывания защиты к одному порогу, что значительно повышает надежность работь) устройства, особенно при. медленном повышении тока перегрузки, а введение дополнительного . выпрямителя исключает специальный датЧ14К тока и связанные с ним потери. Ф о р м у л а, и 3 о б р е т е н и я Источник постоянного напряжения с защитой от перегрузок, содержащий преобразовйтель постоянного напряжения в Переменное, состоящий из задающего генератора и ключевого усилителя мощности, первый выход которого подключен к входу силового выпрямителя, ключевой транзистор, коллектор которого через первый разделительный диод соединен с положительным входом задающего генератора, потенциометр,, соединенный своим первым выводом с отрицательным выводом силового выпрямителя и отрицательным входом задающего генератора, цепь запуска, состоящую из кнопочного ключа и конденсатора, который одним своим выводом соединен с подвижным контактом первой контактной группы кнопочного ключа, отличающийся тем; что, с целью повышения надежности и уменьшения потерь мощности, в него введены стабилитрон, второй и третий разделительные диоды, тиристор, два резистора и вспомогательный выпрямитель, при этом в кнопочный ключ цепи запуска введены вторая контактная группа, подвижный контакт которой соединен с вторым выводом конденсатора цепи запуска, а стабилитрон подключен параллельно конденсатору цепи запуска, анод второго разделительного диода соединен с размыкающим контактом второй контактной группы кнопочного ключа, а катод - с анодом первого разделительного диода и положительным входом задающего генератора, первый резистор одним своим выводом подключен к положительному входному выводу, а другим - к замыкающему контакту второй контактной группы кнопочного ключа, ,а замыкающий контакт первой контактной группы кнопочного ключа соединен с отрицательным входным выводом, кроме того, вспомогательный выпрямитель соединен своим отрицательным выводом с Отрицательным выводом силового выпрямителя, положительным выводом - с.вторым выводом потенциометра, а входом - в вторым введенным выходом усилителя мощности, причем третий разделительный диоданодом соединен с положительным выводом

7 17094778

.

СИЛОВОГО выпрямителя, а катодом - с змит-второго резистора, а управляющим электротером ключевого транзистора, тиристордом - к среднему выводу потенциометра,

подключен анодом к положительному еыво-второй вывод второго резистора соединен с

ду силового выпрямителя, катодом - к базе. отрицательным выводом силового выпрямиключевого транзистора и первомувыводу5 теля.