Стабилизатор напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к области эл тротехники и может быть использовано в различных устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Известен стабилизатор напряжения, реагирующий на превышение выходного напряжения стабилизатора, перегрузку, короткие замыкания на выходе стабилизатора, использующий метод отключения регулирующего или составного транзисто ра стабилизатора от питающего напряже ния размыканием контактов малонадежны элементов репе 1 . Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенный в силовую щину регулирующий элемент не проходном и согласующем транзисторах, управляющей цепью подключенный к измерительноусилительному блоку, вьшоды для подклю чения к источнику постоянного напряжен датчик тока, тиристорный выпрямитель с выводами для подключения к питающей сети, к которым так же подключен источник питания элементов защиты, датчики перенапряжения и температуры, входы которых подключены параллельно вькод- ным выводам, разделительные диоды, резисторы и конденсаторы 2j . Целью изобретения является комплексная защита стабилизатора и потребителя, расширение функциональных возможностей, сигнализация неисправностей и повышение надежности. Это достигается тем, что в стабилизатор напряжения введен RS -триггер, R -вход которого через конденсатор подключен к выходу источника питания элементов защиты, а S -вход через резистор и разделительный диод - к резистивному делителю коллекторной нагрузки введенного транзистора, управляющего датчиком тока, включенного в цепь коллектора согласующего транзистора, выход Q- -триггера подключен к первому введенному транзисторному ключу, в эмиттер которого включен индикатор неисправ-

кости, а в коплектор-резистор и оптсээлектронный прибор, фотореаисторы которого подключены одными выводами к базам соответственно второго и третьего транзисторного ключа и резисторам смешения, а другими выводами - к анодам тиристоров выпрямителя и балластным резисто зам, которые своими другими выводами пэдклюЧ8НЫ к эмиттерам соответствующих второго и третьего ключевых транзисторов, коллекторы которых подключены к управляющим электродам тиристоров выпрямителя. Причем на вход 5 R S -триггера через разделительные диоды подклочены контрольные датчики всего устройства, Кроме того, индикатор неисправности выполнен на свет.одиоде.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема гтабилизатсэра Иа пряжения.

Стабилизатор содержит R S -триггер 1, вход R которого через конденсатор 2 подключен к выходу источника 3 питания элементов зашиты, а выход О. RSтриггера 1 - к транзисторному ключу 4, в коллектор включен оптоэлектронный прибс 5 со светоизлучателем 6 и (юто- :резисторами 7, 8, подключенными к базам транзисторных ключей 9, 1О, к кото рым подсоединены резисторы смешения ;11, 12, тиристорный выпрямитель н:а тирнсторах 13, 14, регулирующий элемен на проходном 15 и согласующем 165 транзистсфах. В коллекторную цепь транзистора 16 включен датчик тока 17, шунтирующий транзистор 18, в коллектор которого включен резистивный делитель на резисторах 19 и 2О, средняя точка которого через разделительный диод 21 и резистор 22 подключена к 5 -входу триггеру. Стабилизатор также включает индикатор неисправности на светодиоде 23 включенного в эмиттер транзисторного ключа 4, резистор смещения 24, датчик перенапряжения 25 и датчик температуры 26| включенные своими входами параллельно выходным выводам, а их выходы через разделительные диоды 27 и 28 подключены ко входу S RS-триггера 1, иамерительно-усилительный блок 29.

Стабилизатор работает следующим образом.

При включении стабилизатора на RBXOff триггера 1 на время заряда .конденсатора 2 подается высокий потенциал от источника питания элементов защиты 3. Триггер 1 при этом устанавливается в определенное состояние, при котором

на прямом выходе Q создается низкий потенциал. При таком состоянии триггера 1 ключ 4 закрыт и через светоизлучитель 6 оптрона 5 ток не гфоходит. Фоторезисторы 7 и 8 оптрона 5 имеют достаточно большую величину сопротивления и базы транзисторных ключей 9 и 10 имеют через резисторы смещения 11 и 12 отпирающий изс потенциап. Открытые транзисторные ключи 9 и 10 открывают тиристоры 13 R 14 тирнсторного выпрямителя.

При увеличении тока нагрузки до заданной величины или короткого замыкани на выходе стабилизатора ток базы проходного транзистора 15 регул«рующего элемента возрастает. Соответственно возрастает ток коллектора согласующего транзистора 16 и увеличивается падение напряжения на датчике тока 17, Транзистор 18 открывается и часть входного напряжения с резистивного делителя 19, 20 через разделительный диод 21 и ограничительный резистор 22 подается на S -вход триггера 1.

Триггер опрокидывается и открывает ключ 4, через который потечет ток, зажигая светоизлучатель 6 оптрона 5 н светодиод 23, вьшолняющий роль индикатора неисправности.

фоторезисторы 7 и 8 оптрона 5 уменьшают свое сопротивление.

Транзисторные ключи 9 и 10 запираются и запирают тиристоры 13 и 14. Ток через согласующий транзистор 16 прекрашается и потенциал базы проходног транзистора регулирующего элемента 15 через резистор смещения 24 становится нулевым, что приводит к запиранию гюследнего.

Восстановления работоспособности стабилизатора после устранения неисправности осуществляется отключением и включением снова питающего напряжения.

Аналогично работает защита от превыщения выходного напряжения при сигнале с датчика перенапряжения 26, защита от превышения температуры - при сигнале с датчика превыщения температуры 26,

Защита может так же работать при подаче сигналов от других датчиков, находящихся в данном стабилизаторе, либо других стабилизаторах и устройствах прибора. Эти сигналы подаются через разделитепьдые диоды 27, 28 и т.д.

Приведенная схема стабилизатора может быть эффективно исполмована в изделиях, где недопустимы превышения вы57годного напряжения, токовые перегрузки, превышения температуры, а также если вы ход из строя одного из нескольких 1юточ НИКОВ, питающих схему или весь блок, может привести к выдаче неверной информации оконченным устройством или даже вьжоду из строя элементов схем. формула изобретения 1 Стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент на проходном и согласующем транзисторах, управляющей цепью подключенный к измерительноусилительному блоку, выводы для подклю чения к источнику постоянного напряжения, датчик тока, тиристорный ш 1прямвтель с выводами для подключения к пита ющей сети, к которым также подключен источник питания элементов защиты, датчики перенапряжения и температуры, входы которых подключены параллепыю выходным выводам, разделительные диоды, резистсфы и конденсатс ы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с далью защиты стабилизатора от токовой перегрузки, повышения надежности, сигналязапии неисправности и расширения функционалыных возможностей, в него введен R S триггер, R вход которого через конденсатор подключен к выходу источника питания элементов защиты, а Si -вход через резистор в разделительный диод - к резЕЮТивному делителю коллекторной нагрузки введенного транзистора, управляю щего датчиком тОка, включенного в цепь коллектора согласующего транзистора. 766 выход Q I S -триггер подключен к первому введенному транзисторному ключу. в эмиттер которого включен индикатор неисправности, а в коллектор резистор и оптоэлектронныб прибор, фоторезисторы которого подключены одними выводами к базам соответственно второго и третьего транзисторного ключа и резисторам смещения, а другими выводами - к анодам тиристоров выпрямителя и балластным резисторам, которые своими другими вьшодамв подключены к эмиттерам соответствующих второго и третьего ключевых транзисторов, коллекторы подключены к управляющим электродам тиристоров вы1фямителя. 2. Стабилизатор напряжения по п 1, отличающийся тем, что, с целью комплексной защиты стабилизатора от токовых перегрузок и перенапряжений на выходе стабилизатора, гфевыщения заданной темп атуры в различных зонах устройства, на вход S R S -триггера через разделительные диоды подключены контрольные датчики всего устройства. 3. Стабилизатор напряжения по п. 1, отличающийся тем, что индикатор неисправности выполнен на светодиоде. Источники информации, пркняпгЫе во внимание при экспертизе 1.Исто шикв электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет под редакцией С, Д. Лодика и Е. И. Гольцерина. Сов. Радио , 1969, рис. (а, б), с. 331. 2.Информапионно-справочный листок I О2б375, октябрь 197О, МРП.