Двухканальный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

(54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

. ; I Описьюаемое изобретение относится к устройствам электропитания и может быть использовано в приборостроении, автоматике и вычислительной технике. Известен источник с защитой от пер напряжения и перегрузок по току, которая осуществляется с помощью тиристор ного оптрона. Фототиристор оказьюает воздействие на регулирующий элемеет, закрывая его LlJ. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является . двухканальный стабилизатор постойнного напряжения, содержащий в каждом канат ле последовательно включенный в положительную шину регулирующий транзистор, базой подключенный к выходу усилителя постоянного тока, один вход которого подключен к делителю выходного напряжения, а другой - к общему для каналов источнику опорного напряжения, узел защиты с развязывающими диодами и датчиками источника, причем выходы регулирующих транзисторов объединены 2.. Недостатком стабилизатора является то, что он не обеспечивает защиту потребителя при превышении оаним из каналов (или обеими вместе) допустимого уровня выходных напряжений, что особенно важно при работе, на интегральные схемы. Кроме того, в отдельных случаях, когда оба работают на общую нагрузку, недопустимо уменьшение одного из стабилизированных выходных напряжений меньше определенного уровня. Устройство также не обеспечивает надежной защиты от перегрузок и короткого замыка ния (КЗ). Цель изобретения заключается в расширении функциональных возможностей защиты путем осуществления защиты нагрузки от перенапряжения на выходе двухканапьного стабилизатора напряж ния, а также защиты нагрузки при уменьшении величины одного из стабилизированных напряжений менее допустимого уровня и надежной защиты каж- дого из каналов от перегрузок и коротках замыканий.

Поставленная цепь достигается тем, что в двухканальном стабилизаторе постоянного напряжения 2. в узел защиты введено два оптоэлектройных п|эибора, причем светоизлучатель первого , опто электронного прибора включен.. параллельно датчику тока, а его фотоприемник совместно с параллельно включенным фотоприемнйком второго оптоэлёктронного прибора связаны первыми вьшодами с отрицательным потенциальным вьюодом а вторьйяй Ёбшойами через ограничивающий резистор и развязывающие диоды подключены к базам регулирующих тран|3исторов, переходы эмиттер-база kotoipbix зашунтированы введенными диодами, один из светойзлучатепёй второго оптЬiэлектронного прибора включен в цепь, между выходными выводами,-а другой :светоизлучатель включен в цепь между отрицательными шинами каналов, кроме того, в качестве отрицательного потенциального вывода использовань отрицательные шины первого и второго каналов и источник смещения, положительный полюс ксугорого подключен к указанным выходам регулирующих транзисторов, а отрицательные Шины первого и второго каналов непосредственно или через дополнительные развязывающие диоды подключены к первым вьтодам фотоприемнйков двух оптоэлектронных приборов.; Схема двухканального стабилизатора постоянного напряжения приведена на фигурах 1-4..

: ДвухканалЬный источник содержит последовательно включенные в каждом канале в положифельную шину регулйрукзщие транзисторы 1,2, датчик тока 3, параллельно которому включен светоизлучатель 4 оптоэлектронного прибора 5 фотоприемник 6 и фотоприемник 7 второго оптоэлектронного прибора 8 включены параллельно, светоизпучатели 9, 10 включены в цепь между выходными вььвоаами, диодыс 11, 12, шунтирующие эмиттер-базовые переходы регулирующих транзисторов 1,2, развязывающие диоды 13, 14, ограничительный резистор 15, делители выходного напряжения 16 подключены ко входам усилителей постоянного тока 17, общий для двух каналов источник опорного напряжения 18, дополнительные развязывающие дйоды 19, 20.

Устройство изображенное на фиг. 1, работает следующим образом. В режиме 5 нормальной работы падение напряжения на датчике тока 3 недостаточно для включения фотоприемника 6 оптоэлектрон. ного прибора 5, так как светоизлучатель его 4 находится в режиме отсечки. Со0 противление фотоприемника 7 оптоэлектронного прибора 8 велико и не влияет на работу стабилизированных каналов.

Делители выходного напряжения 16, усилители постоянного тока 17 и опор5 НЙ1Й источник 18 выполняют свои основные функций.

При превышении допустимого уровня выходного напряжения в одном из каналов увеличивается яркость свечения све0 тоизлучатбля 9 оптоэлектронного прибора 8 (а также и 10, если возрастает уровень напряжения в соответствующем канале), срабатывает фотоприемник 7, протекает ток через элемент 7, резйс5 тор 15, развяаьтваюшие диойы 13 14 . и диоды смешения 11, 12 от источника выходного напряжения первого канала, и регулирующие транзисторы 1, 2 надежно закрьюаютСя.

0 При одновременном и равном увеличении выходного напряжения в каждом из Каналов возрастает яркость свечения светоизлучателя Ю, что также приводит к запиранию регулирующих транзисторов 5 1,2 и отключениюобеих каналов отаби- лизатора постоянного напряжения.

При уменьшении выходного напряжения в одном из каналов увеличивается яр- . кость свечения светоизлучателя 9,. что 0 taкжe, как и в предьщущих случаях, выаьшает В1слючение фотоприемника 7 оптоэлектронного прибора 8 и запирание регулирующих транзисторов 1,2.

При перегрузке по току первого или 5 (и) перегрузке или коротком замыкании второго канала включается светоизлучатель 4 оптоэлектронного прибора 5, включаемся его фотоприемник 6 и регулирующиеТравгзисгоры 1,2, закрываютSO ся зйпирающим j смешениём выходного напряжения первого канала.

В случае необходимости защиты от перегрузок и коротких замыканий первого канала и перегрузок по току второго 55 канала фотояриемники 6,7 первого и второго оптоэлектронных приборов 5,8 подключены к отрицательной шине второго канала, как показано на фиг. 2. в режиме перегрузок по току шш КЗ в первом канале запирающий источник смешения образуется от второго канала стабилизатора. При напряжениях на выходе janH уменьшении напряжения устройство работает, как описано на фиг. Возможны также режимы работы нагрузки, когда короткое замыкйниё в обоих каналах исключено, а необходима защита от перегрузок 1в двух и короткого; замыкания в одном любом канале. В этом случае предлагаетсй устройство изображенное на фиг. 3. В него дополнительно введена диодная развязка 19 20. В аварийном режиме по току в случае КЗ в первом канале запирающее смещение через диоды 11, 12, развяэку 13, 14, резистор 15, фотоприемник 6 и диод 20 будет подаваться от второ го канала. В случае КЗ во втором кана ле запирающее смещение будет подавать ся по аналогичной цепи через диод 19. Однако возможен такой характер нагрузки, когда не исключён режим корот кого замыкания в обоих каналах одновременно. В этом случае предлагается устройство/изображенное на фиг. 4. В него введен источник смещения, под. кпюченный положительным полюсом к эмиттерам регулирующих транзисторов 1, 2, отрицательным - к параллельно соединенным фотоприемникам б, 7 оптоэлеКтронных приборов 5, 8. В случае перегрузки по току, коротком замьпсаиии б обоих каналах одновременно, а также . изменения уровня выходного напряжения запирающее смещение через фотоприемники 6,7 подается от дополнительного источника. Формула изобретейия 1. Двухканальный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий в каж дом канале последовательно включенный в положительную шину регулирующий тра зистор, базой подключенный к выходу усилителя постоянного тока, один вход которого подключен к делителю выходного напряжения, а другой - к общему для каналов источнику опорного напряжения, узел защиты с развязывающими диодами и датчиком тока, включенным последоваггельно в общую положительную шину источника, причем выходы регулирующих транзисторов объединены, отличающийся тем, что, с целью 406 расширения функциональных возможностей защиты; в узел защиты введено два оптоэлектронных прибора, причем светоизлучатель первого оптоэлектронного прибора включен параллельно датчику тока, а его фотоприемник совместно с параллельно включенным фотоприемником второго оптоэлектронного прибора связаны первыми выводами с отрицательным потенциальным выводом, а вторыми выводами через ограничивак)щий резистор и развязывающие диоды подключены к ба- зам регулирующих транзисторов, переходы эмиттер-база которых зашунтированы введенными диодами, один из светюиЬлучателей второго оптоэлектронного прибора В1слючен в цепь между выходными выводами, а другой светоизлучатель включен в цепь между отрицательными щинами каналов. 2. Источник по п. 1, о т л и ч а и и с я тем, что, с целью защиты от .перегрузок по току первого канала и от перегрузок и КЗ второго канала, в каkecTBe отрицательного потенциального .вывода использована отрицательная шина первого канала, к которой непосредственно подключены первые выводы фотовриемников двух оптоэлектронных прибо:ров. 3. Источник по п. 1, о т л и ч а и и с я тем, что, с целью защиты от пepe pyзoк и КЗ первого канала и перегрузок по току второго канала, в качестве отрицательного потенциального вывода использована отрицательная щина второго канала, к которой непосредственно подключены первые выводы фотоприемникбв двух оптоэлектронных приборов. 4.Источник по п, 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью защиты от перегрузок, в качестве отрицательного потенциального вывода использованы отрицательные шины двух каналов, к которым подключены первйё вьшоды фотоприемников двух оптоэлектронных приборов через соответствующие дополиитель- Hbte развязывающие диоды. 5.Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности срабатывания зашиты от перегрузок и кс5ротких замыканий в любом из каналов, в качестве отрицательного пЬтенциального вьтода использован источник смещения, к отрицательному полюсу которого подключены первые вьюод1 фотоприемников двух оптоэлектрочных

7717740ft

приборов, a его положительный полюсi л

подключен к указанным вьаодам рех и- fe522 93 кГ & ТЛ

рующах транзисторов. , кл. G О5 Т 1/58, 1974.

Источники информации.од

принятые во внимание „р з.с„ер.нз. , ,I.. ТоУПГ г.

М. Т

и&