Устройство для защиты стабилизатораНАпРяжЕНия OT пЕРЕгРузКи пО ТОКу Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ13АЩИ1Ь1 СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизаторах напряжения для защиты их от перегрузки вплоть до короткого замыкания.

Известно устройство защиты от перегрузки по току, содержащее датчик тока, узел сравнения и транзисторный исполнительный орган fl

Недостатками такого устройства являются большая мощность рассеяния на транзисторе исполнительного органа, отсутствие автоматического возврата после устранения перегрузки, срабатываЕ ие зашиты при включении на емкостную нагрузку.,

Известно также устройство защиты стабилизатора напряжения от перегрузки цо току, содержащее последовательно Соединенные транзисторный ключ и резисторный датчик тока, включенные между источником питания и стабилизатором напряжения, а также пороговый злемент, вход которого подключен к резисторному датчику тока

Недостатками известного устройства являются большая мощность рассеяния на транзисторном ключе и неустойчивая работа при емкостной нагрузке.

Цель изобретения - уменьшение мощности рассеяния на транзисторном ключе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй транзисторный ключ, ограничительный резистор, формирователь зарядного импульса, схема И, схема

10 задержки, формирователь импульса отключения и формирователь узкого импульса, при этом второй транзисторный ключ через ограничительный резистор подключен параллельно основному транзисторному ключу, управляющий вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ, одним из входов которой соединен с выходом порогового элемента и входами схемы задержки и фор20мирователя зарядного импульса, а другой - с выходом формирователя импульса отключения, вход которой соединен с выходом схемы И, один из входов которой соединен с выходом схемы за25держки, а другой - с выходом формирователя узкого импульса, вход которого соединен с выходом формирователя зарядного импульса и управляющим входом второго транзисторного

30 ключа. На чертеже приведена функциональная схема защиты устройства. В предлагаемом устройстве основной транзисторный ключ 1 подключается к выходу источника питания и пред ставляет собой мощный транзистор. Параллельно ему подключена цепочка и последовательно соединенных ограничительного резистора 2 и дополнитель ного транзисторного ключа 3. Величин сопротивления резистора 2 такова, чт она обеспечивает максимально допустимый ток через нагрузку минимально допустимом значении сопротивления нагрузки, Резисторный датчик 4 тока одним концом подключен к общей точке соединения основного транзисторного ключа 1 и дополнительного транзистор ного ключа 3 (к эмиттерам транзисторов этих ключей), вторым концом - к защищаемому стабилизатору 5 напряжения и ко входу порогового элемента 6 В качестве порогового элемента может быть использован, например, триг гер Шмитта. Выход порогового элемента 6 соединен одновременно с тремя функциональными элементами: с одним из входов схемы ИЛИ 7, через схему 8 задержки с одним из входов схемы И 9, со входом формирователя 10 зарядного импульса, наиболее простой реализацией которого является ждущий мультипликатор. Выход формирователя 10 зарядного импульса соединен с управляющим входом дополнительного тра зисторного ключа 3 и с формирователем 11 узкого импульса, выход которо го соединен с другим входом схемы И -9. Формирователь 12 импульса отклю чения (в качестве которого также может быть использован ждущий мультипликатор с малым временем восстановления) своим входом подключен к выхо ду схемы И 9, а выходом - ко второму входу схемы ИЛИ 7. Выход схемы ИЛИ 7 подключен к управляющему входу основного транзисторного ключа 1. Устройство работает следующим образом. Если ток в нагрузке (через стабилизатор 5 напряжения) не превышает максимального допустимого значения, то напряжение на резисторном датчике 4 тока меньше порогового значения напряжения порогового элемента 6. Выходное напряжение порогового элемента б, проходя через схему ИЛИ 7, поступает на управляющий вход транзисторного ключа 1, и, насыщая тран зистор, Зс1мыкает его. Ток от выпрямителя в нагрузку протекает через насыщенный транзистор транзисторного ключа 1 и резисторный датчик 4. В этом состоянии сх ма находится до тех nopj пока ток на рузки не превысит максимально допус тимого значения. В случае увеличени тока через защищаемый стабилизатор напряжения до значения больше допустимого (или в случае короткого замыкания нагрузки стабилизатора 5) напряжение на резисторном датчике 4 превышает пороговое значение напряжения порогового элемента 6,. Пороговый элемент б срабатывает, его выходное напряжение скачкообразно изменяет свою величину, что вызывает скачкообразное/изменение напряжения на выходе схемы ИЛИ 7 и, в ко-, нечном счете, приводит к быстрому размыканию транзисторного ключа 1. Перепад напряжения, образуннцийся на выходе порогового устройства б при его срабатывании, запускает формирователь 10 зарядного импульса. Зарядный импульс одновременно замыкает транзисторный ключ 3 и размыкает ключ 1 лишь на время своего действия. В этом случае ток в нагрузку протекает только через ограничительный резистор 2, транзисторный ключ 3 и резисторный датчик 4 тока. Все выпрямленное напряжение при коротком замыкании практически падает на ограничительном резисторе 2. Если короткое замыкание (или . перегрузка) не устраняется длительное время, то после окончания зарядного импульса транзисторный ключ 3 размыкается, ток через ограничительный резистор 2 и транзисторный ключ 3 прекращается. Одновременно из заднего фронта зарядного импульса формирователя 11 импульса формируется импульс, который поступает на один .из двух входов схемы И 9. Этот импульс через схему И 9 проходит только при наличии короткого замыкания или перегрузки. Это значит, что напряжение на втором входе схемы И 9, которое разрешает прохождение импульСа, должно поступать от сработавшего порогового элемента б. Так как после окончания зарядного импульса, ток через датчик тока 4 прекращается, то пороговый элемент б возвращается в исходное положение. Поэтому сигнал порогового элемента б на схему И 9 подается через схему 8 задержки, чем и обеспечивается надежное прохождение импульса. Выходной импульс схемы И 9 запускает формирователь 12 импульса отключения. Импульс отключения, проходя через схему ИЛИ 7, поступает на основной транзисторный ключ 1 и продолжает удерживать его в разомкнутом выключенном состоянии. В течение времени, соответствующего длительности импульса отключения, оба транзисторных ключа 1 и 3 разомкнуты , ток через цепь нагрузки не протекает. После окончания импульса отключения транзисторный ключ 1 открывается, и процесс повторяется.