Вторичный источник питания постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

(54) ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения в качестве источника пнтания с защитой потребителя от возможных перенапряжений.

Известно устройство, содержащее стабилизатор напряжения, в котором имеются измерительный орган, содержащий дифференциальный усилитель постоянного тока, к одному из входов которого подключен резнсторнь1Й делитель напряжения, а к другому входу подключен источник опорного напряжения, регулирующий элемент, включенный последовательно с нагрузкой и управляющим входом к выходу усилителя постоянного тока и устройство защиты от повышения и понижения напряжения на транзисторе, эмиттер которого подключен к эмиттерам транзисторов дифференциального усилителя измерительного органа стабилизатора, его база соединена со средней точкой делителя напряжения, а коллектор одного из транзисторов усилителя и дополнительного транзистора соединены через стабилитроны с управляющим электродом тиристора, в анодную цепь которого включен исполнительный орган устройства защиты fij. ПОСТОЯННОГО ТОКА

Недостатком этого стабилизатора является то, что он не обеспечивает непрерывность работы при .выходе из строя отдельных транзисторов регу,лирующего элемента. Быстродействие данного блока защиты недостаточно, чтобы обеспечить защиту нагрузки, например, устройств на Гнтегральных схемах, от перенапряжений.

Нанболее близким к предлагаемому является вторичный источник питания постоянного трка, содержащий стабилизатор напряжения, подключенный входом к входным выводам, а выходом через соединительный .кабель - к выводам для подключения нагрузки, причем стабилизатор состоит из регулирующего элемента, включенного в одну из силовых тин, управляющий вход которо

15 го подключен к выходу блока управления, входом соединенного с выводом для подключения иагрузки и блока защиты, вхоДом соединенного с выходом стабилизатора ZJ.

Недостатком этого устройства является то, что в случае осуществления стабилизации напряжения на нагрузке при наличии линий больщой протяжнности и значительном падении напряжения в ней, не обеспечивается защита нагрузки от всплесков напряжения при сбросе нагрузки. Это объясняется тем, что напряжение на выходе стабилизатора выше, чем на нагрузке на величину падения напряжения в линци. А так как при сбросе тока нагрузки, например, с номинального значения до минимального и при наличии даже быстродействующего регулирующего элемента, который успеет закрыться, на выходе стабилизатора за счет емкостного фильтра будет поддер живаться прежнее падение напряжения, а запасенная в нем энергия будет разряжаться на минимальную нагрузку и, следовательно, на нагрузке будет расти напряжение и может превысить величину допустимого значения. Данное устройство в этом случае не обеспечивает защиту нагрузки от повышения напряжения и непрерывность работы. Кроме того, вспомогательный регулирующий элемент по габаритам равен основному и в целом устройство представляет собой громоздкое конструктивное исполнение.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что регулирующий элемент выполнен на составном транзисторе, в эмиттерную цепь которого включен предохранитель, а блок защиты входом подключен к выводам для подключения нагрузки и состоит из измерительного и исполнительного органов, причем вход измерительного органа соединен со входом блока защиты, а выход - со входомисполнительного органа, выходом подключенного к выходу блока защиты. Исполнительный орган блока защиты выполнен на ключевом элементе, балластном резисторе, за шунтированным реле и конденсатором, причем размыкающие контакты реле включены между выходом исполнительного органа и одним выводом балластного резистора, другой вывод которого соединен через ключевой элемент с общей шиной и с выходом измери тельного органа.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Источник питания содержит регулирую щий элемент I .последовательного типа, один конец которого подключен к одному из входных выврдов напряжения стабилизатора, а другой через соединительный кабель 2 - к нагрузке 3, соединенной через следующий кабель 2 к другому входному выводу напряжения. Ко входу стабилизатора подключен своим входо стабилизатор 4 тока, выход которого соединен со входом регулирующего элемента 1 и выходом блока 5 управления стабилизатора. Блок 5 управления входом соединен со входом блока б защиты, а точки соединения подключены непосредственно к нагрузке 3. Выход блока 6 заишты подклю чей к выходу стабилизатора напряжения, к которому подключен емкостной фильтр 7. .Регулирующий элемент I состоит из парал яельно включенных транзисторов 8, в эмиттерные цепи которых включены предохранители 9, а в базовые - развязывающие диоды 10. Общая точка соединения коллекторных цепей всех транзисторов 8 подключена к входному выводу стабилизатора. Базовые

цепи всех транзисторов 8 объединены и подключены к выходу стабилизатора 4 тока и . к выходу блока 5 управления. Общая точка соединения эмиттерных цепей всех транзисторов 8 подключена к соединительному кабелю 2.

0 Блок б защиты содержит измерительный орган 11 и исполнительный орган 12. Изме рительный орган II содержит делитель 13 напряжения, подключенный к нагрузке 3, усилитель постоянного тока на тра нзисторе 14, в эмиттерную цепь которого включен

стабилитрон 15, а в коллекторную цепь включен резистор 16, соединенный с выходной клеммой стабилизатора. Средняя точка резистора 16 соединена через диод 17 с цепью управления ключевого элемента 18,

Q исполнительного органа 12. Исполнительный орган 12 содержит ключевой элемент 18, один конец которого подключен к общей шйне, а другой - через последовательно соединенный балластный резистор 19, параллельно включенные реле 20 и конденсаS тор 21, и размыкающие контакты 22 реле 20 - к другому выходному выводу стабилизатора.

Устройство работает следующим образом. При работе в номинальном режиме на

нагрузке поддерживается стабилизированное напряжение в заданных пределах, и на вход блока б защиты, т. е. на его измерительный орган 11 поступает сигнал. На делителе напряжения 13 и стабилитроне 15 устанавливается напряжение, которое при- кладывается к цепи эмиттер-база транзистора 14. Это напряжение обеспечивает закрытое состояние транзистора 14 и ключевого . элемента 15 исполнительного органа 12. Поэтому элементы защита не влияют на работу источника питания. При сбросе на грузки 3, т. е. при изменении тока нагрузки от номинального значения до минимального, за счет больщой протяженности линии И имеющегося емкостного фильтра, заряженного до величины выходного напряже5 НИН стабилизатора, начинает повышаться напряжение на нагрузке 3, делителе 13, в цепи база-эмиттер транзистора 14. Когда напряжение на нагрузке 3 достигнет величины срабатывания блока 6 защиты, транзистор 14 открывается и на вход исполнительного органа 12 поступает сигнал. Ключевой элемент 18 открывается и через резистор 19 протекает ток дополнительной нагрузки. Одновременно на вход блока 5 управления стабилизатора и регулирующий элемент 1 поступает сигнал, который закрывает регулирующий элемент 1. Это приводит к снижению напряжения на выходе источника питания и, следовательно, на нагрузке происходит снижение напряжения. При достиже

НИИ напряжения номинального значения транзистор 14 закрывается, ток через цепь управления ключевого элемента 18 исполнительного органа 2 прекращается. Напряжение на резисторе 19 достигает величины срабатывания реле 20, реле срабатывает и размыкает контакты. Ток через ключевой элемент 18 не протекает и ключевой элемент 18 закрывается. Источник питания при этом продолжает нормально функционировать.

При появлении неисправности в регулирующем элементе 1, например, коротком замыкании цепи коллектор-эмиттер транзистора 8, устройство функционирует аналогичным образом.

Устройство обеспечивает непрерывность работы и защиту нагрузки от перенапряже НИИ, возникающий в аварийных режимах и при ее коммутации в цепях с большими потерями в линии.

Формула изобретения

1. Вторичный источник питания постоянного тока, содержащий стабилизатор напряжения, подключенный входом к входным выводам, а выходом через соединительный кабель - к выводам для подключения нагрузки, причем стабилизатор состоит из регулирующего элемента, включенного в одну из силовых шин, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления.

входом соединенного с выводом для подклю чения нагрузки и блока защиты, выходом соединенного с выходом стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, регулирующий элемент выполнен на составном транзисторе, в эмитт терную цепь которого включен предохранитель, а блок защиты входом подключен к выводам для подключения нагрузки и состоит из измерительного и исполнительного органов, причем вход измерительного органа соединен со входом блока защиты, а выход - со входом исполнительного органа, выходом подключенного к выходу блока защиты.

2. Источник питания по п. 1, отличающийся тем, что исполнительный орган блока

S защиты выполнен на ключевом элементе, балластном резисторе, зашунтированным реле и конденсатором, причем размыкающие контакты реле включены между выходом исполнительного органа и одним вывоJ, дом балластного резистора, другой вывод которого соединен через ключевой элемент с общей шиной и с выходом измерительного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 480067, кл. G 05 F 1/58, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 575630, кл. G05 F 1/58, 1977.

744518