Устройство защиты источников питания Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКОВ ГПГГАИИЯ

I

Изобретеи1-:е относится к радиоэлектронике и люжет быть использовано во вторичных источниках питапия (ВИГ) радиоэлектронной аппаратуры и в системах авто.матпки.

Известно устройство зап.1иты ВИИ по току 1 а грузки н выходному напряжению, содержапдее дифференпиальный усилител1 с токостабилизнрующнм траизисторо.м, логическую схему ИЛИ, датчик тока 1J.

Наиболее б.шзким техничееки.м решением к изобретению является устройство зани1Т1,1 источников питания, содержащее усилитель датчика тока, дифференциальный усп/и1тел1 с источником опорного напряжения, вынолнеиный на трех транзисторах, вход первого из которых подключен через резпстор к входному выводу, усилитель обратной связи па трапзисторе с развязывающим диодом н входным резистивнььм делителем, первый вывод которого подключен к общей П1ипе, средняя точка подключена к базе указанпого транзистора, а выход усилителя обратной связи подключен ко входу второго транзистора дифференциального усилителя |2.

Недостатками данного устройства являются низкая надежность, поскольку время

И уровен) сраоатывання устройства но току наг зузк1 и ио ннжнему уровню контролирхсмшч) напряжения нельзя регулировать раздельио, затруднена н очень низка точность устаювкн порога срабат1,|вания по нижнем} уровню, имеет .место взаимная зависи.мость порогов срабатывания по току перегрузки и нижнему уровню контролируемого напряжения.

Цель изобретения -повыщение надежности и, как следствие, расщирение области при.менения и возможности микроминиатюризации.

Цель достигается тем, что в устройстве защиты источников питания, выход усилителя датчика тока подключеи через введенный др1од ко второму выводу входного резистивного делителя, защунтированного введенным конденсатором, нрнчем вход третьего транзистора дифференциального уеилителя подключен через второй резистор к входному выводу, выход второго транзистора подключеп к выходному выводу, а выход первого транзистора подключеп ко входу второго транзистора дифферепциального усилителя, кроме того, эмиттер транзистора усилителя обратной связи подключен к общей

точке эмиттеров первого и третьего транзисторов дифференциального усилителя.

Кроме этого, между общей шиной питания и эмиттерами первого и третьего транзисторов дифференциального усилителя включен источник опорного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства защиты источников питания.

Устройство содержит усилитель I датчика тока, выполненный на транзисторе 2, дифференциальный усилитель 3, выполненный на транзисторах 4-6 с источником 7 опорного напряжения, и усилитель 8 обратной связи, выполненный на транзисторе 9 и диодах 10 и 11. Устройство защиты имеет выводы 12 для подключения датчика тока, входные выводы 13, выходные выводы 14 и источник 15 питания, резисторы 16-20, резистивный делитель 21, конденсатор 22, резистор 23.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии при номинальном токе нагрузки, что соответствует номинальному падению напряжения на датчике тока и при номинальном значении контролируемого напряжения на выводах 13 транзистор 2 открыт, так как падение напряжения на базовом резисторе этого транзистора выще падения напряжения на датчике тока, и разность этих напряжений, достаточная для открывания транзистора 2, положительная. При этом переход коллектор-эмиттер транзистора 2 щунтирует один вход (анод диода 10) усилителя 8 обратной связи, в результате чего транзистор 9 заперт. Транзистор 4 дифференциального усилителя 3 открыт, так как контролируемое напряжение на выводах 13 превыщает минимальный допустимый уровень, который выше величины опорного напряжения 7, и разность напряжения на переходах база-эмиттер транзистора 4 положительная, а к переходам база-эмиттер транзистора 9 приложено опорное напряжение 7 в запирающей этот транзистор поля|эности. Транзистор 6 дифференциального усилителя заперт, так как напряжение на его входе не превышает максимального допустимого значения, определяемого опорным напряжение.м 7. Транзистор 5 также заперт, так как заперты транзисторы 6 и 9. При этом на выходе 14 устройства защиты отсутствует сигнал, что соответствует нор.мальным уровням 3-х контролируемых параметров: току нагрузки, максимальному и минимальному уровням контролируемого напряжения. При увеличении тока нагрузки напряжение на датчике тока в полярности, запирающей транзистор 2, увеличивается, при достижении током нагрузки заданного максимального уровня транзистор 2 запирается. При этом с выхода усилителя 1 датчика тока (коллектор транзистора 2) на второй вход усилителя обратной связи (анод диода 10) поступает сигнал, трансзитор 9 открывается открывая транзистор 5, а последний

открывает транзистор 6. На выходе 1--1 vcjройства защиты появляется сигнал пеисЧр.ал ности. При этом транзисторы 6 и 5 OCTPKJTCH включенными, блокируя друг дрхга. Для возвращения устройства ,игл -, исходное состояние необходимо отк.шмигь и затем вновь включить источник 15 1И Я ;и;-:При снижении контролируемого напряжет:;: на выводах 13 ниже допустимого урсжня транзистор 4 запирается, на его KO,;i,;ieK(jpc появляется напряжение, которое иостх наст на первый вход усилителя 8 обратной (анод диода 11). Транзистор 9 открывается. Далее устройство защиты работае-; нк же как и при токовой перегрузке;. Ирн -:

Н щении контролируемого напряжен и;-: выводах 13 выше допустимого уровня т зистор 6 открывается и открывает TJI;тор 5. При этом транзисторы 6 и 5, блок друг друга, остаются включенными. На ходе 14 устройства зашиты появ.чясчси нал неисправности, который. воздей;:т15у;.: на регулирующий транзистор стаби;1изат();а или преобразователя напряжения, отк.. ет его.

Положительный эффект от испол ;;()-;,-ния предлагаемого устройства заключается в повышении надежности, обсспечивасмок за счет того, что уровни всех трех коктро,:;ируе мых параметров (тока перегрузки или к; кого замыкания, верхнего и нижнего ; ней напряжения) можно устаиавливать i дельно друг от друга с высокой стгп( точности. При этом установки уровни батывания по одному параметру не oKt вает влияния на ранее установлеи И11е ни двух других параметров, т.е. исключ ся взаимное влияние устанавливаемых v

ней друг на друга, все три уров;;я pyeMfjix параметров не зависят друг от apyia Кроме того, .максимальный и миии-.-ил. ный уровни контролируемого наприже.чмн :-.-,.: гут устанавливаться симметрично oTiiciCHТеЛЬНО номинального значения я с П-::, высокой точностью, так как ;: ;;IH:::;H|:

относительно одного и того же исто .пикг: опорного напряжения.

Формула мзобреу1. Устройство защиты иен ния, содержащее усилитель , дифференциальный усилитель опорного напряжения, выполненный i;; транзисторах, вход nepBoio из которьг ключен через резистор к входному зьпз;;д. усилитель обратной связи на транзнетпре :; развязывающим диодом и входным peзи;;т ; ным делителем, первый , котореио .lo.jключен к общей тине, сре.тпяя точка подключена к базе указанмого тоанзиетора. а IM,

ход усилителя обратной связи ПОДКЛЮЧ;: ;.

входу второго транзистора диффереи1;.мя.:1ьно го усилителя, отличающееся тем, что. с iieлью повышения надежности, Bbixci/i. -гп:

ля датчика тока подключен через введенный диод ко второму выводу входного резистивного делителя, зашунтированного введенным конденсатором, причем вход третьего транзистора дифференциального усилителя подключен через второй резистор к входному выводу, выход второго транзистора подключен к выходному выводу, а выход первого транзистора подключен ко входу второго транзистора дифференциального усилителя, кроме того, эмиттер транзистора усилителя обратной связи подключен к общей точке эмиттеров первого и третьего

транзисторов дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые Bfr внимание при экспертизе 1 International Jourhal of Electronics 1972, № 5, 33, p. 597-599. 2 Авторское свидетельство СССР № 546871, кл. G 05 F 1/58, 1975.