Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

(5) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации напряжения при больших значениях тока.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий устройство защиты параллельно включенных полупроводниковых триодов, содержащий предохранители в коллекторных цепях транзисторов и стабилитрон, подключенный параллельно нагрузке стабилизатора l.

Однако в данном устройстве при больших перепаде значений входного напряжения и напряжения на нагрузке возможен выход из строя стабилитрона при пробое одного из транзисторов, так как небольшой величины токовыравнивающие резисторы в эмиттерных цепях не обеспечивают нужного ограничения тока. Кроме того, возможно ложное срабатывание защиты и выгорание предохранителя при переходных процессах, связанных с появлением

на выходе стабилизатора перенапряжений, что снижает надежность работы устройства.

Известен также стабилизатор постоянного напряжения, регулирующий элемент которого состоит из параллельно соединенных транзисторов с предохранителями в эмиттерных и базовых цепях t2}.

Недостатком данного устройства яв10ляется то, что при пробое одного из транзисторов не обеспечивается защита нагрузки стабилизатора от перенапряжений .

Наиболее близким техническим реше15нием является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент из параллельно включенных транзисторов с предохранителями, включенными в один из

20 силовых электродов кандого из транзисторов, узел выжигания предохранителей, подключенный выходом параллельно силовым переходам транзисторов регулирующего элемента, датчик контроля состояния транзисторов регулирующего элемента с трансформатором и органом управления, вспомогательный источник питания З. Недостатком данного устройства является низкая надежность защиты потребителей от перенапряжений при возможном пробое транзисторов регулирующего элемента в момент пуска стабилизатора. Пуск стабилизатора характеризуется повышенной вероятностью выхода из строя транзисторов регулирующего элемента из-за токовых перегрузок, а узел выжигания предохранителей в этот момент не работоспособен так как не зарядился конденсатор узла из-за значительной постоянной вре мени цепи заряда, кроме того, в известном устройстве возможны кратковременные перенапряжения на выходе при протекании переходных процессов ввиду отсутствия контроля выходного напряжения, а наличие вспомогательно го источника питания, трансформатора в цепи управления тиристором, конден сатора большой емкости в узле выжига ния предохранителей и зарядной цепочки усложняет схему стабилизатора и увеличивает массу и габариты. Цель изобретения - повышение надежности работй устройства, улучшени стабильности выходного напряжения и упрощение схемы стабилизатора. Поставленная цель достигается тем что в известный импульсный стабилиза тор, содержащий составной регулирующий элемент состоящий из параллельно включенных транзисторов с предохрани телями, включенными в один из силовы электродов каждого из транзисторов, LCD-фильтр, орган управления, выходом подключенный к управляющему в ходу составного регулирующего элемента узел выжигания предохранителей, вклю чающий 8 себя тиристор, -упомянутый узел выжигания подключен параллельно нагрузке стабилизатора и в этот узел введен диод, включенный последовательно с тиристором, управляющий электрод которого через резистор под ключен к коллектору транзистора введенного датчика контроля выходного напряжения, эмиттер этого транзистора соединен через первый стабилитрон с общей положительной шиной стабилизатора, база транзистора подключена к катоду второго стабилитрона, анод которого соединен с отрицательной 9 34 выходной шиной стабилизатора, соединена с входом органа управления и через резистор с катодом диода узла выжигания предохранителей, а через параллельную RC-цепь - с общей положительной шиной стабилизатора. На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора. Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, состоящий из параллельно включенных транзисторов 2-4 с предохранителями 5-7 в эмиттерных цепях, включенных в отрицательную входную шину питания стабилизатора, узел 8 выжигания предохранителей, образованный последовательно соединенными тиристором 9 и диодом 10, подключенный параллельно нагрузке стабилизатора. Коллектор транзистора 11 датчика контроля величины выходного напряжения 12 через резистор 13 соединен с управляющим электродом тиристора 9. Эмиттер транзистора 11 подключен через стабилитрон 1 к общей положительной шине стабилизатора. База транзистора 11 соединена с катодом стабилитрона 15, анод которого подключен к отрицательной выходной шине стабилизатора. Кроме того, база соединена с входом органа управления 16 и через резистор 17 с катодом диода 10. Параллельная RC-цепочка, образованная резистором 18 и конденсатором 19, включена между базой транзистора 11 и общей положительной шиНОЙ стабилизатора. Стабилизатор работает следующим образом. При появлении перенапряжения на выходе стабилизатора пробивается стабилитрон 15 и разностное напряжение Ugj,ix -UCT прикладывается к резистору 18. Даже небЬльшого напряжения на ре исторе 18 достаточно для срабатывания органа управления 16, в результате чего запираются транзис- торы регулирующего элемента 1. Превышение- напряжения на выходе стабилизатора может являться не только следствием пробоя одного из транзисторов регулирующего элемента 1, но и ре - зультатом протекания переходных процессов пуска стабилизатора, сброса нагрузки и т. п. Запирание транзисторов регулирующего элемента 1 способствует быстрому устранению перенапряжения, что улучшает стабильность выходного напряжения. Если перенапряжение на выходе стабилизатора после запирания транзисторов регулирующего элемента 1 не устранилось, то это свидетельство о пробое одного из транзисторов. При этом растет напряжение на выходе стабилизатора и на резисторе 18, при достижении этим напряжением напряжения пробоя стабилитрона 1 отпирается транзистор 11, включающий тиристор 9. Тиристор 9 открывается шунтируя при этом нагру ку стабилизатора мал(1м внутренним сопротивлением, что приводит к форми рованному выжиганию предохранителя в цепи короткозамкнутого транзистора Такое включение узла выжигания предохранителей отличается высокой надежностью действия во всех режимах работы стабилизатора, в том числе и при пуске стабилизатора. После выжигания предохранителя выходной ток замыкается в контуре, содержащем дроссель фильтра 20, обратный диод 21, диод 10, тиристор 9 и протекает некоторое время, пока не спадет до нуля. Тиристор 9 при этом выключается. Такое выключение тиристора 9, а не принудительное воз можно благодаря работе органа управления 16, обеспечивающего закрытое состояние транзисторов регулирующего элемента 1 при наличии тока в тирист ре 9- Наличие тока в тиристоре 9 фик сируется в виде падения на диоде 10, которое через резистор 17 поступает на вход органа управления 16 запирающего транзисторы регулирующего элемента 1. После выключения тиристора 9 сигнал со входа органа управления 16 снимается и на базы транзис торов регулирующего элемента 1 и.ачинают поступать импульсы управления, в результате чего автоматически восстанавливается нормальная работа ста билизатора после выжигания предохранителя. Для надежного выключения тиристора 9 орган управления 16 обеспечивает выдачу импульсов управлени с некоторой задержкой, определяемой конденсатором 19Использование данного устройства позволяет улучшить стабильность выхо ного напряжения за счет снижения перенапряжения, обеспечивающего совместной работой датчика контроля выходного напряжения и органа-управления, кроме того, исключение конденсатора большой емкости, зарядной цепочки и трансформатора в цепи управления тиристором, дополнительного источника питания позволяет упростить узел выжигания предохранителей и уменьшить вес и габариты устройства, а подключение узла выжигания предохранителей параллельно нагрузке стабилизатора повышает надежность работы схемы. Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий составной регулирующий элемент, состоящий из параллельно включенных транзисторов с предохранителями-, включенными в , один из силовых электродов каждого из транзисторов, LCD-фильтр, орган управления, выходом подключенный k управляющему входу составного регулирующего элемента, узел выжигания предохранителей, включающий в себя тиристор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, улучшения стабильности выходного напряжения и упрощения cxei4ii стабилизатора, в узел вьшигания предохранителей, подключенный параллельно нагрузке стабилизатора, введен диод, включенный последовательно с-тиристором, управляющий электрод которого через резистор подключен к коллектору транзистора введенного датчика контроля выходного напряжения, эмиттер этого транзистора соединен через первый стабилитрон с общей положительной шиной стабилизатора, база транзистору подключена к катоду второго стаби/tHTpoHa, анод которого соединен с , отрицательной выходной шиной стабилизатора , соединена с входом органа управления и через резистор с катодом диода узла выжигания предохранителей, а через параллельную RC-цепь с общей положительной шиной стабилизатора.- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If , кл. G 05 F 1/58, 19792.Моин В. С. и Лаптев Н. И. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, с. . 3.Авторское свидетельство СССР № 589603, кл. G 05 F 1/58, 1978.

W (

о|

r

О

и 1

6 -f