Импульсный стабилизатор постоянного напряжения последовательного типа Советский патент 1992 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в источниках стабилизированного вторичного электропитания и является усовершенстванием стабилизатора по авт.св. № 1297024.

Цель изобретения - повышение быстродействия восстановления работоспособности после выгорания предохранителей.

На фиг,1 изображена функциональная схема импульсного стабилизатора постоян- ного напряжения последовательного типа; на фиг.2 - временые диаграммы, поясняющие его работу.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, выполненный на составном транзисторе с параллельно соединенными выходными транзисторами 2 и с предварительным транзистором 3, при этом в базовые цепи транзисторов 2 включены предохранители 4, а в эмиттерные цепи - предохранители 5, диод 6 цепи 7 выжигания, в которую входит последовательно соединенный с диодом б тиристор 8, при этом цепь подключена к выходному выводу диодным выводом, а к общей шине - тиристорным, фильтр 9, узел 10 контроля выходного напряжения, подключенный выходом к управляющему электроду тиристора 8, делитель 11 выходного напряжения, управляющий каскад 12 узла управления, выходом подключенный к управляющему входу регулирующего элемента 1, первый разделительный диод 13, инвертор 14, дополнительный диод 15, обратные диоды 16, подключенные параллельно эмит- терным переходам транзисторов 2, при этом инвертор 14 через диод 13 включен между диодно-тиристорным выводом цепи 7 и средним выводом делителя 11. Базовые цепи транзисторов 2 соединены с диодно- транзисторным выводом цепи 7 и одним из выводов диода 15, другой вывод которого подключен к точке соединения эмиттерного силового вывода регулирующего элемента 1 и дросселя фильтра 9. Катод первого разделительного диода 13 через первую диффе- ренцирющую RC-цепочку 17 и второй разделительный диод 18 в прямом включении одновременно подключен через первый резистор 19 к общей шине и к базе первого транзистора 20, по типу проводимости совпадающего с выходными транзисторами 2, и через конденсатор 21 - одновременно через третий разделительный диод 22 к входу управляющего элемента 12, через вторую дифференцирующую RC-цепоч- ку 23 к управляющему выводу тиристора 8, который выбран управляемым, через второй резистор 24 - к общей шине и коллектору второго транзистора 25 по типу проводимости, противоположной первому

транзистору 20. Эмиттер второго транзистора 25 подключен к коллекторному силовому выводу регулирующего элемента 1, а база - одновременно через третий резистор 26 к коллекторному силовому выводу регулирующего элемента 1 и коллектору первого транзистора 20, эмиттер которого через четвертый резистор 27 подсоединен к общей шине.

Стабилизатор работает следующим образом.

При пробое коллекторно-эмиттерного перехода одного из транзисторов 2 повышается выходное напряжение, вследствие чего срабатывает узел 10 контроля. Тиристор 8 включается и через дополнительный диод 15 образуется контур выжигания соответствующего предохранителя 5, а через соответствующий диод 16 - контур выжигания соответствующего предохранителя 4. Одновременно происходит замыкание выхода фильтра 9 через диод б и тиристор 8, вследствие чего отсутствует перенапряжение на выходе стабилизатора.

Открытое состояние тиристора фиксируется на входе инвертора 14 как логический а с выхода инвертора 14 как логическая 1 (фиг.2а). Этот сигнал через первую дифференцирующую RC-цепочку 17 (фиг.2б) поступает через второй разделительный диод 18 на базу первого транзистора 20 и открывает его. Коллекторный ток этого транзистора открывает второй транзистор 25, положительный перепад напряжения в коллекторе которого будет поддерживать первый транзистор 20 в открытом состоянии до тех пор, пока конденсатор 21 разряжается через первый резистор 19, при этом входным сопротивлением первого транзистора 20 можно пренебречь, считая значительно большим по сравнению с первым резистором 19. Положительное напряжение в базе первого транзистора 20 (фиг.2в) постепенно уменьшается до наступления момента, когда он выйдет из насыщения и закроется и коллекторным перепадом (фиг.2) закроет второй транзистор 25 (фиг.2). Сформированный импульс с коллектора второго транзистора 25 (фиг,2) через третий разделительный диод 22 и управляющий каскад 12 обеспечивает запирание регулирующего элемента 1. Такое состояние продолжается до момента перегорания предохранителя 5 неисправного транзи - стора 2 и полного рассеяния энергии дросселя фильтра 9 в элементах 6 и 8 и обратном диоде фильтра 9. Необходимым условием для закрытия тиристора 8, который выбран управляемым, является отри- цательный импульс, поступающий с второй

дифференцирующей RC-цепочки 23 (фиг.2г), и окончания процессов перегорания предохранителей 4 и 5 в цепи неисправного транзистора 2, характеризуемого отсутствием тока через дополнительный диод 15и обрат- ный диод 16.Наличие отрицательного импульса на управляющем выводе тиристора 8 приводит к его закрыванию. С входа управляющего каскада 12 снимается команда закрытия регулирующего элемента 1 (фиг.2) и осуществляется повторный запуск импульсного стабилизатора.

При коротком замыкании коллекторного перехода одного из силовых транзисторов 2 включается тиристор 8 и через короткозамкнутый переход (предохранитель 4 и тиристор 8) протекает аварийный ток выжигания предохранителя 4. Через предохранитель 5 в этом время протекает ток дросселя фильтра 9. При этом диод 15 и обратный диод фильтра 9 закрыты. После выгорания предохранителя 4 начинается процесс выгорания предохранителя 5 по цепи : входной вывод, короткозамкнутый переход, предохранитель 5, диод 6, тиристор 8. Тиристор 8 закрывается после выгорания предохранителя 5, уменьшения тока дросселя фильтра 9 до нуля и подачи отрицательного импульса (фиг.2а) на управляющий вывод тиристора 8. Сразу после закрытия тиристора 8 начинается процесс включения стабилизатора, так как запирающее действие управляющего импульса (фиг.2) также закончено.

При необходимости ограничения тока, протекающего через цепь 7 выжигания (например, при малом внутреннем сопротивлении источника 1 энергии), в цепь контура выжигания предохранителя вводится дополнительный резистор 28 (на фиг.1 пока- зан пунктиром).

Введение двух дифференцирующих RC- цепочек 17 и 23, второго и третьего разделительных диодов 18 и 22, четырех резисторов 19. 24, 26 и 27, двух транзисто- ров 20 и 25 различного типа проводимостей и конденсатора 21 существенно упрощает

требования к выбору промежутка времени снятия управляющих сигналов, а следовательно, отключения регулирующего элемента 1, и уменьшает время пропадания выходного напряжения.

Таким образом повышается быстродействие запирания тиристора 8, отпирания регулирующего элемента 1 и соответственно восстановления работоспособности после выгорания предохранителей.

Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного напряжения последовательного типа по авт.св. NJ 1297024, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия восстановления работоспособности после выгорания предохранителей, в него введены первая и вторая дифференцирующие RC- цепочки, второй и третий разделительный диоды, первый, второй, третий и четвертый резисторы, два транзистора различного типа проводимостей и конденсатор, катод первого разделительного диода через первую дифференцирующую RC-цепочку и второй разделительный диод в прямом включении одновременно подключен через первый резистор к общей шине, к базе первого транзистора, по типу проводимости совпадающего с выходными транзисторами, и через конденсатор и одновременно через третий разделительный диод-к входу управляющего элемента, через вторую дифференцирующую RC-цепочку к управляющему выводу тиристора, через второй резистор - к общей шине и коллектору второго транзистора, эмиттер которого подключен к коллекторному силовому выводу регулирующего элемента, а база - одновременно через третий резистор к коллекторному силовому выводу регулирующего элемента и коллектору первого транзистора, эмиттер которого через четвертый резистор подсоединен к общей шине, при этом в качестве тиристора использован запираемый тиристор.

а

--Ј

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках стабилизированного вторичного электропитания. Цель - повышение быстродействия восстановления работоспособности после выгорания предохранителей. В устройство введены первая дифференцирующая цепочка 17, первый разделительный диод 18, первый резистор 19, первый транзистор 20, конденсатор 21, второй разделительный диод 22, вторая дифференцирующая цепочка 23, второй резистор 24, второй транзистор 25, третий и четвертый резисторы 26, 27. При КЗ одного из силовых транзисторов включается управляемый тиристор, замыкающий контур выжигания предохранителей. Открытое состояние тиристора через инвертор 14, цепочку 17, диод 18с помощью транзисторов 20, 25 через диод 22 и управляющий каскад запирает регулирующий элемент. После выгорания предохранителя импульс отрицательной полярности с выхода второй дифференцирующей цепочки 23 запирает управляемый тиристор, что приводит к снятию команды закрытия регулирующего элемента и повторному запуску стабилизатора. 2 ил.

9

Фиг; 2

-г.