Устройство для защиты нагрузки от перенапряжения на выходе источника питания Советский патент 1982 года по МПК H02H3/20 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты различных устройств ра- i диоэлектронной аппаратуры, автоматики и вычислительной техники от перенапряжения на выходе источника питания. .

Известно устройство для защиты нагрузки от перенапряжения на выходе источника питания, содержащее пер вый транзистор, включенный эмиттером к источнику питания и коллектором к нагрузке, второй транзистор, эмиттер которого соединен с базой первого транзистора, коллектор через резистор, подключен к общей шине, а база подключена к выходу схемы управления т 3Недостатком этого устройства является низкая его надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты нагрузки оси перенапряжения на выходе источника питания, содержащее перВЫИ транзистор, эмиттер которого iслужит для подключения к источнику питания, коллектор служит для подключения к нагрузке, а база связана с катодом диода, анод которого подключен к точке соединения первого резистора и коллектора второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, а база подключена к второму резистору, третий резистор 2.

Недостатком этого устройства является низкая его надежность.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

15

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено усилителем постоянного тока, конденсатором, четвертым резистором, третьим и четвертым транзисторами, эмиттер пос20леднего из которых служит для подключения к источнику питания, коллектор подключен к третьему резистору, соединенному с базой второго

транзистора, между базой четвертого транзистора и его эмиттером подключена цепомка из параллельно соединенных четвертого резистора и конденсатора, соединенного с первым резистором, эмиттер третьего транзистора соединен с базой первого транзистора, коллектор и база третьего транзистора служат для подключения к нагрузке, а усилитель постоянного тока включен между вторым резистором и коллектором первого транзистора.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для защиты нагрузки от перенапряжения на выходе источника питания.

Устройство защиты содержит первый транзистор 1, включенный эмиттером к источнику 2 питания и коллектором к нагрузке 3, третий транзистор k, эмиттер которого соединен с базой первого транзистора 1, а коллектор и база через резисторы 5 и 6 соединены с общей шиной, шунтирующий транзистор 7, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора 1, а коллектор через диод 8 сое диняется с базой третьего транзистора k и через первый резистор 9 с базой четвертого транзистора 10, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор через резистор 11 соединяется с базой второго транзистора 7, причем между базой и эмиттером второго транзистора 10 включены параллельно соединенные четвертый резистор 12 и конденсатор 13База второго транзистора 7 через второй резистор подключена к выходу усилителя 15 постоянного тока, вход которого подключен к нагрузке 3Устройство работает следующим образом.

При нормальном напряжении источника 2 питания первый транзистор 1 и Третий транзистор k находятся в режиме насыщения за счет токов, протек-ающих через резисторы 5 и 6,

Усилитель 15 выбран таким образом, что при нормальном напряжении источника 2 питания, усилитель закрыт и не задает тока в базу второго транзистора 7, который находится в закрытом состоянии.

Поскольку транзистор 7 закрыт, а между его коллектором и базой третьего транзистора k включен диод 8, ток в базу четвертого транзистора

10 не протекает, и он также находится в закрытом состоянии.

Таким образом, при нормальном напряжении источника питания 2 первый транзистор 1 находится в состоянии насыщения и пропускает ток в нагрузку 3.

При увеличении, выходного напряжения источника 2 питания выше порога срабатывания усилителя 15 постоянного тока, последний открывается и через резистор 14 задает ток базы второго транзистора 7, при этом транзисторы 1 и 4 переходят в яииейный режим и ограничивают нарастание напряжения на нагрузке 3 на уровне порога срабатывания. Стабильность порога срабатывания защиты обеспечивается усилителем 15 постоянного тока с высокой точностью.

С другой стороны, открывание второго транзистора 7 обеспечивает протекание тока через резистор 9 и заряд конденсатора 13После заряда конденсатора 13 до уровня открывания четвертого транзистора 10, последний открывается и через резистор П обеспечивает ток в базу второго транзистора 7, который входит в режим насыщения, полностью шунтирует участок база - змиттер транзисторов 1 и i, что приводит к их закрыванию и полному прекращению подачи напряжения в нагрузку 3Высокая помехоустойчивость устройства защиты обеспечивается за счет задержки открывания четвертого транзистора 10 на время, определяемое величинами емкости конденсатора 13 i

сопротивления резистора 9, так как 8 течение времени.задержки первый транзистор работает в линейном режиме и ограничивает помехи на уровне порога срабатывания устройства защиты.

Восстановление работы схемы происходит после устранения неисправности в источнике питания и его повторного включения. При этом разряд

конденсатора 13 происходит через резистор 12.

Применение усилителя постоянного .тока у;звесгном изобретении позволяет получить стабильность порога срабатывания устройства защиты не хуже 11%, в то иремя как в предлагаемом .эта величина составляет порядка 5. Введение дополнительного транзис тора и задержки его включения позволяет значительно повысить помехоустойчивость и надежность. формула изобретения Устройство для защиты нагрузки о перенапряжения на выходе источника питания, содеожащее первый транзистор, эмиттер которого служит для подключения к источнику питания, ко лектор служит для подключения к наг рузке, а база связана с катодом дио да , анод которого подключен к точке соединения первого резистора и коллектора второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, а база подключ на к второму резистору, и третий резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено усилителем поспоянного тока, конденсатором, четзертым резистором, третьим и четвертым транзисторами, эмиттер последнего из которых служит для подкл1ачения к источнику питания, коллектор подключен к третьему .резистору, соединенному с базой второго транзистора, между базой четвёртого транзистора и его эмиттером подключена цепочка из параллельно соединенных четвертого резистора и конденсатора, соединенного с первым резистором, эмиттер третьего транзистора соединен с базой первого транзистора, колллектор и база третьего транз1истора служат для подключения к нагрузке, а усилитель постоянного тока включен между вторым резистором и коллектором первого транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вопросы радиоэлектроники. Сборник. Серия общетехническая. 1975, вып. 1, с. 7б, рис. 5. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Н 3/20, 1975.