Способ защиты непрерывно-импульсного стабилизатора напряжения от перегрузок по току Советский патент 1977 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение отноеится к облаети электротехники и может быть использовано при проектировании стабилизаторов напряжения повышенной иадежности.

Известен способ защиты стабилизаторов напряжения от перегрузок по току и коротких замыканий на выходе стабилизатора, основанный на принципе отключения нагрузки, отключения питания и запирания регулирзющего транзистора 1. При таком способе защиты в стабилизаторе напряжения, содержащем контур импульсного регулирования с накопительной индуктивностью в основной цепи регулирования, возникает коммутационный выброс э.д. с. самоиндукции накопительной индуктивности. Хотя коммутационный выброс э.д. с. са.моиндукции и прикладывается к коммутирующему дподу Б отпирающем направлении, однако из-за низкого быстродействия диода в контуре регулирования возникают неренанряжения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ защиты непрерывно-импульсного стабилизатора напряжения от перегрузок по току е непрерывным и импульсным контурами регулирования путем выявления тока нагрузки стабилизатора, сравнения его с заданным допустимым значенпе.м тока н формпровання сигнала на снятие перегрузки 2. Существенным не2

достатком этого способа защнты является новыш-енная вероятность выхода из строя регулирующего транзистора от внутренних коммутационных перенапряжений. В связи с тем, что в настоящее время в стабилизаторах напряжения широко применяются силовые дрейфовые транзисторы, имеющие еще большее быстродействие по сравнению с современными силовыми диодами, защита регулирующих транзисторов от перенапряжений становится особенно необходимой.

Предлагаемый способ позволяет исключить перенапряжения на регулирующем транзнсторе контура импульсного регулирования при перегрузке по току. Это достигается тем, что выявление тока нагрузки осуществляют в контуре импульсного регулирования, снимают питание с контура импульсного регулировання сформированным сигналом на снятие перегрузки и с задержкой по времени снимают нитанне с контура непрерывного регулирования.

На чертеже дана блок-схема устройства, реализующего описываемый способ защнты.

Устройство содержит контур 1 непрерывного регулирования с датчиком 2 тока и регулирующим эле.ментом 3 последовательного типа, контур 4 импульсного регулирозання с датчнком 5 перегрузки, регулирующим транзистором 6, коммутирующим дподом 7 и накопительной индуктивностью 8, пороговое устройство 9 с элементом 10 временной задержки и выключателями И и 12, схему 13 управления регулирующим транзистором 6 и нагрузку 14.

При номинальной нагрузке пороговое устройство 9 обесточено и цепи питания контуров 4 и 1 импульсного и непрерывного регулирования зам-кнуты. При перегрузке по току или коротком замыкании, когда ток нагрузки 14 превышает заданную величину, пороговое устройство 9 срабатывает. При этом выключателем 12 отключается питание контура 4 импульсного регулирования, а выключателем 11 только с задерл кой - питание контура 1 непрерывного регулирования.

В течение времени задержки в контуре непрерывного регулирования возрастает ток. Сигнал с датчика 2 тока через схему 13 управления переводит в насыщенное состояние регулирующий транзистор 6 контура импульсного регулирования до конца переходного процесса. Хотя в контуре импульсного регулирования при отключении питания из-за инерционности коммутирующего диода и возникает коммутационный выброс э.д. с. самоиндукции накопительной индуктивности, однако для регулирующего транзистора переходной режим не является катастрофическим. Во-первых, регулирующий транзистор полностью открыт и перенапряжения на переходах не возникают. Во-вторых, обеспечивается наибольшая мощность рассеяния на полиостью открытом регулирующем транзисторе, так как накопленная в индуктивности энергия мала, а сопротивление контура относительно велико и складывается из внутреннего сопротивления выпрямителя и сопротивлений датчика тока, дросселя, нагрузки и перехода полностью открытого транзистора. В-третьих, после открывания коммутирующего диода накопленная

энергия индуктивности полностью разряжается на нагрузку.

Таким образом, строгая последовательность отключения питания контуров регулирования непрерывно-импульсных стабилизаторов напряжения при перегрузках по току или коротком замыкании на выходе стабилизатора вместе с защитой регулирующих транзисторов от перегрузок по току устраняет воздействие возникающих при этом внутренних перенапряжений на регулирующий транзистор контура импульсного регулирования.

Формула изобретения

Способ защиты непрерывно-импульсного стабилизатора напряжения от перегрузок по то-ку с непрерывным и импульсным контурами регулирования путем выявления тока нагрузки стабилизатора, сравнения его с заданным допустимым значением тока нагрузки и формирования сигнала на снятие перегрузки, отличающийся тем, что, с целью исключения перенапряжения на регулирующем транзисторе контура импульсного регулирования при перегрузке по току, выявление тока нагрузки осуществляют в контуре импульсного регулирования, снимают питание с контура импульсного регулирования сформированным сигналом на снятие перегрузки и с задержкой по времени снимают питание с контура непрерывного регулирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.«Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет под ред. С. Д. Додика и Е. И. Гальперина, изд. «Сов. радио, М., .1969, стр. 346.

2.Авторское свидетельство СССР N° 383028 М. Кл.2 G 05F 1/58, 1971 (прототип).