Стабилизатор напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

(5) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроте нике и может быть использовано в сис темах электропитания аппаратуры связи, автоматики и телемеханики, а так же в электротехнических системах. Известен стабилизатор напряжения с защитой, в. котором датчик перегрузок расположен не в силовой токовой цепи 1 . Однако в этом устройстве защита осуществляется только от коротких замыканий и перегрузок по току, а воздействие происходит только на регулирующий элемент. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является стабилизатор напряжения, содержащий ключевой регулирующий элемент, модулятор длительности, воздействующий на него, исполнительный узел органа защиты с блокировочным элементом С2. Недостатком этого устройства является то, что для воздействия на блокировочный элемент необходимы сигналы с датчика перегрузки по току, а также с датчиков контроля повьйиения или понижения напряжения. Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенный в од ну из силовых шин регулирующий элемент, дифференциальный усилитель постоянного тока на двух транзисторах, база одного из которых подключена к выходу источника опорного напряжения, база другого - к выходу делителя выходного напряжения, модулятор длительности, входом подключенный к выходу дифференциального усилителя, а выходом - к управляющему входу регулирующего элемента и исполнительный орган защиты, между базами транзисторов дифференциального усилителя постоянного тока включен выпрямитель, к выходу которого подключены последова393тельно соединенные резистор и светоиз лучатель оптрона, фотоприемник которо го включен в цепь исполнительного органа защиты, включенного на входе регулирующего элемента. Кроме того, с целью раздельной регулировки уровня срабатывания защиты от повышения и понижения напряжения между одноименными электродами диодов выпрямителя включены резисторы. При подключении устройства к источнику входного переменного напряжения фотоприемник оптрона подключен к введенному управляемому силовому выпрямителю. Усилитель постоянного тока может быть выполнен в виде операционного усилителя, к основному и инверсному входам которого подключен выпрями- . тель. В устройстве фотоприемник оптрона может быть непосредственно подключен к регулирующему элементу или модулятору длительности. На фиг. 1-6 представлены варианты функциональной схемы стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения содержит регулирующий элемент 1, последователь но включенную нагрузку 2, делитель схемы сравнения на резисторах 3 и , дифференциальный усилитель постоянного тока на транзисторах 5 и 6 с эмиттерной нагрузкой 7, источник 8 опорного напряжения, модулятор 9 длительности. Между базами транзисторов дифференциального усилителя включен вы-;, прямитель ТО, к выходу которого пос ледойательно подключены резистор 11 .и свётоизлучатель 12 оптрона 13, фото приемник 1 которого включен в цепь исполнительного органа 15 защиты. Мос товой, выпрямитель содержит диоды 1619 и резисторы 20 и 21, включенные между одноименными электродами диодов. Устройство может питаться как от источника постоянного напряжения Va, так и от переменного Ugy . В этом случае воздействие защиты возможно на управляемый выпрямитель 22, содержащий диоды и тиристоры и работающий как выпрямитель в нормальном режиме работы и как исполнительный орган 15 защиты - в аварийном. Если устройст во снабжено операционным усилителем 23, выпрямитель 10 подключается к его основному и инверсному входам. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии перегрузок по току и наличии выходного напряжения в гарантированных пределах по его уровню дифференциальный усилитель сбалансирован, энергии излучения светоизлучателя 12 оптрона 13 недостаточно для включения его фотоприемника 1, исполнительный орган 15 защиты включен и стабилизатор выполняет свои основные функции. При перегрузке по току, уменьшении или увеличении напряжения на нагрузке 2, происходит разбаланс дифференциального усилителя на транзисторах 5 и 6, на выходе выпрямителя 10 появляется напряжение, достаточное для включения светоизлучателя 12 и фотоприемника 14 оптрона 13, исполнительный орган 15 защиты отключает стабилизатор от сети питания. В случае необходимости раздельного контроля и регулировки увеличения или уменьшения напряжения на выходе стабилизатора в мостовой выпрямитель (фиг. 2), содержащий диоды 16-19, включаются дополнительно резисторы 20 и 21. В нормальном режиме работы дифференциальный усилитель на транзисторах 5 и 6 сбалансирован и фотоприемник 14 отклочен. При уменьшении выходного напряжения между базами транзисторов 5 и 6 появляется напряжение такой полярности, что протекает ток через диод 16, резистор 20, свётоизлучатель 12 оптрона 13 и диод 19. При увеличении тока нагрузки процесс происходит аналогично, т.е. резистором 20 возможно регулирование порога срабатывания. При увеличении выходного напряжения или пробое регулирующего элемента 1 протекает ток через диод 18,свётоизлучатель 12, резистор 21 и диод 17. После включения фотоприемника 14 устройство работает аналогично описанному. . . В случае питания стабилизатора от сети переменного тока (фиг. 3) воздействие фотоприемника 14 осуществляется на управляемый выпрямитель 22. При наличии в устройстве операционного усилителя 23 (фиг. 4) напряжения на выходе выпрямителя 10 в нормальном режиме работы недостаточно для включения фотоприемника 14. В аварийном режиме он включается и отключает посредством элемента 15 стабилизатор от сети. Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет комплексную защиту стабилизатора без специальных датчиков. Формула изобретения 1.Стабилизатор напряжения, содер жащий последовательно включенный в одну из силовых шин регулирующий эле мент, дифференциальный усилитель пос тоянного тока на двух транзисторах, база одного из которых подключена к выходу источника опорного напряжения база другого - к выходу делителя вы-, ходного напряжения, и исполнительный орган защиты, отличающийс я тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, между базами транзисторов дифференциального усилителя постоянного .тока включен выпрямитель, к выходу которого подключены последовательно соединенные резистор и светоизлучатель оптрона, фотоприемник которого включён в цепь исполнительного органа защиты, включенного на входе регулирующего элемента. 2.Стабилизатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что, с целью раздельной регулировки уровня сраба gfтывания защиты от повышения и понижения напряжения, между одноименными электродами диодов выпрямителя включены резисторы. 3 Стабилизатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что при подключении устройства к источнику входного переменного напряжения, фотоприемник оптрона подключен к введенному управляемому силовому выпрямителю. Ц. Стабилизатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что дифференци-; альный усилитель постоянного тока выполнен в виде операционного усилителя, к основному и инверсному входам которого подключен выпрямитель. 5.Стабилизатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что фотоприемник оптрона подключен непосредственно к регулирующему элементу. 6.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что светоизлучатель выполнен в виде светодиода, а фотоприемник - в виде фототиристора, причем фототиристор включен между базой регулирующего элемента и общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 561951, кл. G 05 F 1/58, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР ,кл. G 05 F 1/58, 1971.

И

/5 f

938271 -ОМ

(й

t

tffc-

//

fri

u-fr

-J-dL

TV

n

-Ш

Фиг.З

4-0.

/

k

/5

4

11

Фиг. 4