Стабилизатор постоянного напряжения с защитой и индикацией Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАШИТОЙ И ИНДИКАЦИЕЙ

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно источн1жам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Известны стабилизаторы напряжения, содержащие регулирунядий транзистор, усилитель постоянного тока и датчик перегрузок по току на резисторе 1) ,

Известен также стабилизатор постоянного напряжения :с защитой и индикацией, содержащийвключенный последовательно в выходную июну регулирующий элемент, состоящий и.з регулирующего транзистора и согласующего транзистора, цепь эмиттер, база ко. торого- шунтирована запиракицимся диодом, датчик перегрузки, орган заадиты дополнительный источник и подключенный параллельно,выводом,-для подключения нагрузки блок сравнения 2,

Однако известному устройству присущи следующие основные недостатки:

защита;устройства является однократной;

устройство содержит, как минимум два контакта коммутатора; один для установки на самоблокировку, другой - для подачи на регулирующий элемент запирающего смещения;

Защита однократного действия помехоустойчива и может срабатывать от случайного импульса пс.1ехи ;

для возвращения в исходное состояние необходимо включить и выключить .устройство, что не всегда бывает 0 удобным особенно в тех случаях, когда источник питания имеет несколько выходов, а отключение одного из них не ведет к полной утрате работоспособности аппаратуры в целсм.

Целью изобретения являются)расшире5ние функциональных возможностей защиты и улучшение помехоустойчивости.

Для этого в стабилизаторе постоянного напряжения с защитой и индикацией, содержащем включенный после0довательно в выходную шину регулирукадий элемент, состоящий из регулирующего транзистора и согласующего транзистора, цепь эмиттер-база которого шунтирована запирающимся диодом,

5 датчик нагрузки, ,орган защиты, дополнительный источник и подключенный параллельно выводам для подсоединения нагрузки блок сравнения, орган згициты выполнен в виде бистабильного ключевого каскада, первый транзистор которого подключен эмиттером к выходному выводу, а коллектором - к силовой шине дополнитезльного источни ка через последовательно соединенные резисторы, общая точка которых через последовательно соединенные эмиттер-коллектор второго транзистора и резистор параллельно которому подключена последовательнайцепь из резистора и светодиода, соединена с базой согласующего транзистора база второго транзистора бистабильного ключевого каскада через резистор подсоединена к минусовой шине дополнительного источника, которая соединена с выходным выводом, а база первого транзистора подключена к выходу вновь введенного формировате ля сигнала , подключенного параллель но входным выводам, вход которого соединен с выходом датчика нагрузки включенного в базу регулирующего транзистора, причем параллельно цепи эмиттер-база регулирующего транзистора подсоединен дополнительно введенный запирающий диод. На чертеже представлен стабилиза тор постоянного напряжения с защито и индикацией, принципиальная электрическая схема. Стабилизатор содержит регулирую- щий элемент, состоящий из регулирую щего транзистора 1 и согласующего транзистора 2, запирающий диод 3, датчик 4 нагрузки, блок 5 сравнения орган защиты, выполненный на транзи торе 6, резисторах 7-11, транзисторе 12, цепь индикации, состоящая из резистора 13 и светодиода 14., формирователя 15 сигнала и запирающего диода 16, резистор 17, Стабилизатор постоянного напряже ния работает следуклцим образом. В режиме нормальной работы, т. е при отсутствии сигнала перегрузки или КЗ на выходе, транзистор 12 закрыт, а транзистор б открыт (ток ба зы его протекает через открытый выходной каскад .формирователя 15 сигнала. Транзистор 12 закрыт и не вли яет на работу стабилизатора напряжения, находящегося в режиме регули вания и стабилизации. При наличии режима перегрузки вы ходной каскад формирователя сигнала закрывается, закрывается транзис тор $ (его эмиттер-базовый переход шунтирован резисторсм 7, что достаточно для маломощного кремниевого транзистора; в случае германиевого в эмиттер транзистора 6 устанавлива ется диод смещения, а резистор смещения псяключа.ется к положительному полю.су источника) . Напряжение на вх де транзистора 12 резко возрастает из-за отсутствия тока по цепи: рези тор 9 - резистор 8 - транзистор 6 о умглы двух источников ( ) и доп , транзистор.12 открывается (ток базы его протекает по резистору 11 от сточника Удоп) и транзисторы 1 и 2 егулирующего элемента закрываются, так как вход каждого из них шунтирован диодами 3 и 16, образующим запираю1цие смвцение. Если формирователь 15 сигнала представляет собой триггер Шмитта с.двумя устойчивыми состояния равновесия, т.е. при увеличении аналогового сигнала переходит в другое состояние и при снятии его стается в том же состоянии, тогда при отсутствии сигнала о перегрузке выходной каскад (выходным каскадом может быть и транзистор 6) его открыт. При наличии возмущающего воздействия триггер переходит в другое устойчивое состояние равновесия, транзистор 6 закрывается. .Если формирователем сигнала является триггер Шмитта с одним устойчивым состоянием равновесия, то форма тока через нагрузку и регулирующий элемент будет соответствовать так называемой пульс-паре с одинаковым временем открытого и закрытого состояния. Этот период зависит от цепей задержки в триггере. средняя мощность за период не превышает максимально-допустиьрэй на регулирующий элемент, в этом случае стабилизатор работает в аварийно-ключевом режиме и сигнал аварии и«дицируется.светодиодом 14. Однако в ряде случаев аварийно-ключевой режим в связи с ограниченным значением мощности, выделяемой на регулирующем элементе, не может длиться бесконечно долго в широком диапазоне температуры окружающей среды. .Тогда возможен алгоритм работы,т.е. защита работает в режиме пyльc-пap определенное время и отключается. В этом случае узел 15 (формирователь сигнала) представляет собой триггер Шмитта с одним устойчивым состоянием равновесия и реле времени, которое включается сигналом fc датчика 4, и вреМя работы его не превыша.ет допустимых по ТУ на элементы, входящие в регулирующий. Такой режим исключит случайный импульс помехи, эквивалентный режиму перегрузки или КЗ. Если ссабилизатор напряжения работает в необслуживаемой аппаратуре и в широком диапазоне температур, то возможен алгоритм работы защиты, когда узел 15 содержит триггер ДИмитта с двумя устойчивыми состояниями равновесия и реле времени с выбранным временем задержки, т. е. устройство защиты находится в режиме кратопробованияковременного с паузой, равной времени задержки. Если мощность за период и перегрузочная мощность в течение времени действия перегрузки не превышает но ТУ, то такое устройство может находиться в указанном выше режиме долго, т. е. до отключения и ремонта а паратуры обслуживающим персоналом. Таким образам, стабилизатор напр жения с комбинированной защитой и и дикацией способен работать в различ ных режимах, расширяющих функционал ные возможности устройства, обладает повышенной помехоустойчивостью. г Формула изобретения 1. Стабилизатор постоянного напря жения с защитой и индикацией, содержащий включенный последовательно в выходную шину регулирующий элемент, состоящий из регулирующего .транзисто ра и согласующего транзистора, цепь ймиттер, база которого шунтировагга запирающим диодом, датчик нагрузки, орган защиты, допблнй тёльный источни и подключенный параллельно выводам для подсоединения нагрузки блок орав неиия, отличающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей ,защиты от перегрузок и улучшения помехоустойчивости, орган защиты выполнен в виде бистабильного ключевого каскада, первый транзистор которого подключен эмиттерсял к выходному выводу, а коллектором - к силовой шине дополнительного источника через последовательно соединенные резисторы, общая точка которых через последовательно соединенные эмиттер-коллектор второго транзистора и резистор, параллельно которому подключена последовательная цепь из резистора и светодиода, соединена с базой согласующего транзистора, база второго транзистора би стабильного ключевого каскада через резистор подсоединена к минусовой шине дополнительного источника, которая соединена с ВЫХОДНЕЛМ выводам, а база первого транзистора подключена к выходу вновь введенного формирователя сигнала, подключенного параллельно входным выводам, вход которого соединен с выходом датчика перегрузки, включенного в базу регулирующего транзистора, причем параллельно цепи эмиттер-база регулирующего транзистора подсоединен дополнительно введенный запирающий диод. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью формирования повторно-кратковременного режима работы защиты в аварийном режиме, формирователь сигнала выполнен в виде триггера Шмитта с ОДНИМ: устойчивым состоянием равновесия . 3.Стабилизатор по-п. 1, от л ичающийся тем, что, с целью работы защиты в течение ограниченного времени в аварийном режиме, формирователь скгнала выполнен в виде триггера Шиитта с одним устойчивым состоянием равновесия с реле времени . 4.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью работы защиты в режиме постоянного кратковременного опробования , фс5р- :. мирователь сигнала выполнен в виде триггера Шмитта с двумя устойчивыми состояниями равновесия с реле вре- . мени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССр № 508782, кл. G 05 F 1/56, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР №441554, кл. G 05 F 1/56, J972.