РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G05B5/01 G05F1/22 

Известны регулируемые стабилизированные источники питания, содержащие последовательно включенные силовой трансформатор, диодно-тиристорный выпрямитель, фильтр, резистор и компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным проходным транзистором и ценью отрицательной обратион связи, обеспечивающей постоянство напряжения на проходном транзисторе. Однако в таких источниках питания при большом диапазоне перестройки выходного напряжения перестраивают и величину входного напряжения. Величина рассеиваемой мощности на про.ходиом транзисторе не изменяется при перестройке выходного напряжения источника, на проходном транзисторе поддерживается минимально допустимая для нормальной работы стабилизатора величина напряжения. Такой способ уменьщения рассеиваемой мощности требует усложнения силового трансформатора, использования многоконтактного переключателя, позволяющего коммутировать токи нагрузки. Кроме того, при изменении входного переменного напряжения изменяется падепие напряже1П1я и на проходном транзисторе, что не позволяет иснользовать проходной транзистор в оптимальпом режиме работы при больщой нестабильности величины входного напряжения. При этом требуется значительный запас по допустимой величине рассеиваемой

мощности на проходном транзисторе, что необходимо учитывать при проектировании.

Цель изобретения - улучшение параметров источника п его защиты от перегрузок по току

и коротких замыканий. Это достигается тем, что цепь отрицательной обратной связи выполнена в виде балансного диодно-регенеративного компаратора, один вход которого подключен к выходу стабилизатора напряжения, а другой

вход через дополпительный источник постоянного напряжения - к точке соединения фильтра с резистором.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого источника

питания; на фнг. 2 - его нагрузочная характеристика.

Источннк питания состоит из стабилизатора напряжения 7, фильтра 2, выпрямителя 3, трансформатора 4, балансного диоднорегенеративного компаратора 5 и сточника 6 постоянного эталонного напряжения. Тиристоры 7 и S выпрямителя соединены с выходными обмотками компаратора. В силовую цепь стабилизатора напряжение между фильтром 2 и

проходным транзистором 9 включен дополнительный резистор 10. Один вход компаратора подключеп к выходу 11 стабилизатора, а другой вход через дополнительный источник 6 - к точке соединения резистора 10 и фильтра 2.

янного эталонного напряжения используют стабилитрон 12, открытый в обратном направлении через резистор 13, подключенный к источнику питания соответствующей полярности. Полярность дополнительного источника 6 выбирают такой, чтобы на входах компаратора 5 компенсировать падение напряжения на проходном транзисторе 9. В цепи управления тиристорами введены диоды 14 и 15, предохраняющие управляющие электроды тиристоров от пробоя в обратном направлении.

Источник питания работает следующим образом.

Компаратор 5 работает в те моменты, когда напряжение на проходном транзисторе 9 ниже напряжения дополнительного источника 6. В эти моменты тиристоры 7 и S выпрямителя открываются и подзаряжают емкости фильтра 2, повышая напряжение на проходном транзисторе и автоматически прекращая работу компаратора. Компаратор включается до следующего момента уменьшения напряжения на выходе фильтра до критической величины. В периоды между подзарядами емкостей фильтра стабилизатор / отключается от входного трансформатора 4 и работает от емкостей фильтра.

Вследствие случайного положения момента отпирания тиристоров по отношению к фазе входного переменного напряжения U продолжительность подзаряда емкостей фильтра различна. В предельном случае максимальное время подзаряда равно половине периода входного переменного напряжения. Соответствующим выбором параметров фильтра и вь прямителя может быть получена допустимая величина напряжения нодзаряда (пульсации на входе стабилизатора).

В случае увеличения входного напряжения и на емкостях фильтра в моменты срабатывания компарагора 5 наканливается большее напряжение. Частота срабатываний компаратора в этом режиме при постоянстве тока нагрузки автоматически уменьшается, сохраняя среднюю составляющую напряжения на транзисторе 9 и резисторе 10 почти постоянной.

При увеличении тока нагрузки автоматически увеличивается частота срабатываний компаратора, так как падение напряжения на транзисторе 9 и резисторе 10 не уменьшается ниже пороговой величины, задаваемой источником 6. Средняя составляющая на нроходном транзисторе и дополнительном резисторе и в этом случае остается ночтн постоянной.

Величина дополнительного резистора определяет максимально возможный ток, потребляемый от источника, так как в случае превышения этой величины нроходной транзистор входит в насыщение и напряжение на выходе /7 стабилизатора начинает автоматически

понижаться. Нормальный режим работы стабилизатора нарушается.

При коротком замыкании нагрузки вследствие работы системы автоматического управления на выходе фильтра 2 поддерживается наиряжение, равное напряжению дополнительного источника 6, т. е. равное падению напряжения на резисторе 10 и транзисторе 9 в нормальном режиме работы. Через транзистор в

таком аварийном режиме протекает .максимальный ток.

Если величину максимального тока через проходной транзистор ограничить предельно допустимой величиной для используемого THпа транзистора, то описываемый источник питания может быть использован и для защиты полупроводниковых стабилизаторов от перегрузок по току и коротких замыканий.

Кривая (см. фиг. 2), построенная сплошной

линией, получена без учета изменения средней составляющей напряжения на резисторе 10 и транзисторе 9. Однако в реальных источниках питания вследствие неидеальности использованной системы автоматического управления

существует установившаяся ошибка регулирования, что приводит к небольшим изменениям напряжения на резисторе и транзисторе в зависимости от условий работы. С учето.м этого реальная характеристика на фиг. 2 показана

пунктиром. Даже при реальной форме характеристики предлагаемый источник питания обеснечивает защиту от перегрузок по току и коротких замыканий. Источник питания нормально работает в

установившихся режимах, создавая в переходных режимах для проходного транзистора кратковременные перегрузки по току в моменты уменьшения сопротивления нагрузки (разряд емкостей фильтра источника через проходпой транзистор).

Предмет изобретения

Регулируемый стабилизированный источник питания, содержащий последовательно включенные силовой трансформатор, диодно-тиристорный выпрямитель, фильтр, резистор, и компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным проходным транзистором и цепью отрицательной обратной связи, обеспечивающей постоянство напряжения на нроходном транзисторе, отличающийся тем, что, с целью улучшения параметров источника и его защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, цепь отрнцательной обратной связи

выполнена в виде балансного диодно-регенеративного компаратора, один вход которого подключен к выходу стабилизатора напряжения, а другой вход через дополнительный источник постоянного напряжения - к точке соединения

фильтра с резистором.

-If

Фаг, 2