Источник питания Советский патент 1992 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, вычислительной техники, средств связи и т.д.

Известны источники питания на основе стабилизаторов напряжения компенсационного типа, содержащее последовательный регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, усилитель це.пи обратной связи и устройство токовой защиты.

Недостатком таких источников питания является ограниченная область их применения вследствие того, что используемые в

стабилизаторах устройства защиты выполняют только одну функцию - защиту от перегрузок по току.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора на п-транзисторах и соединенный коллектором с входной -питающей клеммой, эмиттером через рези- стивный датчик тока - с выходной клеммой, эмиттером транзистора защиты и одним из выводов делителя выходного напряжения, другой вывод которого подключен к общей

VI

N) 00 СЛ Os О

шине, согласующий транзистор, эмиттером соединенный с управляющим входом регулирующего элемента и анодом цепочки из последовательно соединенных диодов, коллектором - с выводом для подключения источника подпитки, а базой - с коллектором транзистора защиты, усилитель цепи обратной связи с источником опорного напряжения, соединенный относительно общей шины питающим выводом с выводом для подключения источника подпитки, выходным выводом - с базой согласующего транзистора, а входным выводом - со средним выводом делителя выходного напряжения, и смешающий делитель напряжения, первое плечо которого включено между катодом цепочки из п-1 последовательно соединенных диодов и базой транзистора защиты, а второе подключено к общей шине.

Данный стабилизатор имеет существенные недостатки из-за низких функциональных возможностей узла защиты в условиях неисправности, так как отсутствует индикация срабатывания защиты, что является необходимым условием при наладочно-ремонтных работах источников питания со значительным количеством стабилизаторов напряжения, а также при изготовлении автономных источников питания; и кроме того, отсутствует функция отключения стабилизаторов напряжения, либо всего источника питания, при неисправности на выходе одного из каналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей источника питания.

Постааленная цель достигается тем, что в известный источник питания, содержащий силовой трансформатор, первичной обмоткой подключенный к выводам для подключения источника переменного тока, а вторичной обмоткой к каналу преобразования переменного напряжения, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя, сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения с защитой, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего п-управляющих р-n переходов, соединенный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходному выводу, согласующий транзистор, коллектором соединенный с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером -суправляющим входом регулирующего элемента и через цепочку из последовательно соединенных диодов с

первым выводом смещающего делителя напряжения, подключенного вторым выводом к общей шине, а средней точкой - к базе транзистора защиты, коллектор которого

соединен с базой согласующего транзистора и выходом усилителя обратной связи, в узел защиты стабилизатора введены транзистор управления, подключенный эмиттером к выходному выводу, а базой - к

эмиттеру транзистора защиты и исполнительный двухполюсник, один вывод которого подсоединен к коллектору транзистора управления, а второй - к выводу для подключения источника подпитки, причем цепочка

из последовательно соединенных диодов состоит из п-2 диодов.

Кроме того, с целью обеспечения индикации срабатывания защиты, в качестве исполнительногодвухполюсника

использована цепочка из последовательно соединенного резистора и светодиода.

А также, с целью расширения области использования, силовой трансформатор выполнен по меньшей мере с двумя вторичными обмотками, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения,

С целью защиты нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенных токоограни- чительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, а фотоприемники оптронов включены между базой согласующего транзистора и общей шиной в каждом канале преобразования.

Кроме того, с целью повышения надежности при токовой перегрузке или коротком замыкании на выходе одного из каналов преобразования, в качестве исполнительного двухполюсника использована обмотка реле, размыкающие контакты которого

включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию новизна.

Введение указанных узлов и их связей с элементами известного устройства обусловило новые свойства - обеспечение индикации срабатывания защиты, а также

отключение отдельных стабилизаторов на- пряжения, или всего источника питания, при перегрузке или коротком замыкании на выходе одного из каналов преобразования, в результате чего достигнута поставленная цель.

Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию существенные отличия.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема источника питания.

Источник питания содержит силовой трансформатор 1, первичной обмоткой 2 подключенный к выводам 3 для подключения источника переменного тока, а вторичной обмоткой 4 к каналу преобразования переменного напряжения 5, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя 6, сглаживающего фильтра 7 и стабилизатора напряжения с защитой 8, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент 9, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего п-управляющих р-n перехода, соединенный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра 7, эмиттером через резистивный датчик токовой нагрузки 10 -. с выходным выводом и одним из выводов усилителя обратной связи 11, другой вывод которого подключен к общей шине питания, согласующий транзистор 12, соединенный коллектором с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером-с управляющим входом регулирующего элемента 9, а базой - с коллектором транзистора защиты 13 и выходом усилителя обратной связи 11, смещающей делитель напряжения 14, одним выводом соединенный с общей шиной, средней точкой - с базой транзистора защиты 13, а вторым выводом - с катодом цепочки из п-2 последовательно соединенных диодов 15, анод которой подключен к эмиттеру согласующего транзистора 12, транзистор управления 16, соединенный эмиттером с выходным выводом, базой - с эмиттером транзистора защиты 13, а коллектором с исполнительным двухполюсником 17, второй вывод которого подключен к клемме для подсоединения источника подпитки.

При этом усилитель обратной связи 11 может быть реализован, например, по изве-; стной схеме, а исполнительный двухполюсник 17 может состоять из цепочки последовательно включенных резистора и светодиода.

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход стабилизатора и включении подпитки открываются транзисторы 9 и 12, и на выходе стабилизатора 8 появляется напряжение, величина которого стабилизируется на заданном уровне за счет цепи отрицательной обратной связи, образованной усилителем 11.

Напряжение на переходе база-эмиттер транзистора 13 составляет:

V13 - V10 + У(бэ)9 - V15.- V14 - V16. где V10 - падение напряжения на датчике 5 токовой нагрузки 10;

/(бэ)9 - падение напряжения между базой и эмиттером регулирующего элемента 9;

V15- падение напряжения на цепочке 15;

0 V14-падение напряжения на верхнем плече делителя 14;

V16-падение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора управления 16. Из формулы следует, что напряжение на

5 переходе база-эмиттер транзистора управления 16 компенсирует падение напряжения на одном из переходов база-эмиттер регулирующего элемента 9, поэтому в предлагаемом устройстве по сравнению с изве0 стным в цепочке 15 содержится на один диод меньше.

Так как величина У(бэ) является постоянной и составляет приблизительно 0,7 В, то при номинальном токе

5 нагрузки подбором величины резистора 10 и делителя напряжения 14 значение напряжения V13 устанавливается в пределах (0,1- 0,3)В, что обеспечивает запертое состояние транзистора защиты 13.

0При перегрузке или коротком замыкании на выходе стабилизатора, возрастает ток через резистор 10, что приводит к увеличению напряжения V13, в результате чего транзистор 13 открывается, шунтируя пере5 ход база-эмиттер транзисторов 9 и 12, и стабилизатор напряжения переходит в режим токоограничения.

В этом режиме отпирается транзистор управления 16, обеспечивая протекание че0 рез светодиод исполнительного двухполюсника 17 тока, достаточного для его свечения. Тем самым осуществляется сигнализация срабатывания устройства защиты.

Применение транзистора управления

5 16 обеспечивает возможность использования в качестве исполнительного двухполюсника 17 и других устройств с различным током, потребления.

С целью расширения области использо0 вания источника питания, силовой трансформатор 1 выполняется по меньшей мере с двумя вторичными обмотками 4, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения 5.

5 При использовании в качестве двухполюсника 17 цепочки из последовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, и включении фотоприемников оптронов между базой согласующего транзистора 12 и общей шиной в каждом канале преобразования, обеспечивается защита нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, так как при срабатывании защиты от токовой перегрузки в одном из каналов происходит запирание стабилизаторов других каналов, питающих данную нагрузку.

При использовании в качестве двухполюсника 17 обмотки реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора 1, обеспечивается отключение и, при необходимости, блокировка источника питания при токовой перегрузке на выходе одного из каналов преобразования.

Таким образом введение в известный стабилизатор напряжения транзистора управления 16, двухполюсника 17 и их новых связей с элементами известного устройства значительно расширяет функциональные возможности и область применения источника питания.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1, Источник питания, содержащий силовой трансформатор, первичной обмоткой подключенный к выводам для подключения источника переменного тока, а вторичной - к каналу преобразования переменного напряжения, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя, сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения с защитой, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего n-управляющих р-п -переходов, и сое- диненный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходному выводу, согласующий транзистор, коллектором соединенный с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером - с управляющим входом регулирующего элемента и через цепочку из последовательно соединенных диодов с первым выводом смещающего делителя напряжения, подключенного вторым выводом к общей шине, а средней точкой - к базе

транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора и выходом усилителя обратной связи, о т- личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в узел защиты стабилизатора введены транзистор управления, подключенный эмиттером к выходному выводу, а базой - к эмиттеру транзистора защиты, и исполнительный двухполюсник, один вывод которого подсоединен к коллектору транзистора управления, а второй - к выводу для подключения источника подпитки, причем цепочка из последовательно соединенных диодов

состоит из п-2 диодов.

2. Источник питания по.п.1, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью обеспечения индикации срабатывания защиты, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно

соединенного резистора и светодиода.

3; Источник питания по п.1, отл ич а ю- щ и и с я тем, что, с целью расширения области использования, силовой трансформатор выполнен по меньшей мере с двумя вторичными обмотками, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения.

4.Источник питания по п.З, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью защиты нагрузки

от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, а фотоприемники оптронов включены между базой согласующего транзистора и общей

шиной в каждом канале преобразования.

5.Источник питания по п.З, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности при токовой перегрузке или коротком замыкании на выходе одного из каналов преобразования, в качестве исполнительного двухполюсника использована обмотка реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, вычислительной техники, средств связи. Цель - расширение функциональных возможностей. Источник питания содержит силовой трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, имеющей выводы 3 подключения к сети, и вторичной обмоткой 4, канал 5 преобразования, включающий в себя выпрямитель 6, сглаживающий фильтр 7 и стабилизатор 8, в состав которого входят регулирующий элемент 9 и п составных транзисторов, датчик 10 токовой перегрузки, усилитель 11 обратной связи, согласующий транзистор 12. транзистор 13 защиты, смещающий усилитель 14 напряжения, цепочка 15 из п-2 диодов. В источник введены транзистор 16 управления и исполнительный двухполюсник 17. При перегрузке или коротком замыкании стабилизатор 8 переходит в режим токоограничения, а транзистор 16 управления отпирается и обеспечивает включение исполнительного двухполюсника. Применение транзистора управления позволяет использовать в качестве исполнительного двухполюсника различные устройства, обеспечивающие блокировку источника питания, сигнализацию, защиту нагрузки от перекоса выходных напряжений при многоканальном исполнении источника. 4 з.п.ф- лы, 1 ил. Ч-1 Ё