Стабилизированный источник питания с защитой Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

( 5) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Известно устройство защиты стабилизатора напряжения, содержащее испо нительный элемент, включенный последовательно в цепь питания между регулируемым элементомстабилизатора и питающим выводом 1 . Однако это устройство не обеспечи вает отключение стабилизатора при снижении питающего напряжения ниже допустимого значения. . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизированный источник питания с защитой, содержащей стабилизатор постоянного напряжения с последователь ным регулирующим элементом, включенным в плюсовую шину, и блок-защиты, состоящий изисполнительного узла с исполнительным элементом, включенным между входным питающим выводом и вхо НЫМ ВЫВОДОМ стабилизатора, дифференциального усилителя, первый вход которого подключен к среднему выводу первого делителя напряжения, включенного между входными питающими выводами, второй вход подключен к выходу первого опорного делителя напряжения, выполненного rfa стабилитроне и балластном резисторе, а второй выход дифференциального усилителя соединен с управляющим входом исполнительного узла 2 . . Недостатками известного устройства являются отсутствие защиты при понижении питающего напряжения, необходимость в которой возникает при использовании ключевых стабилизаторов напряжения, а также включение исполнительного элемента в минусовую шину, что ухудшает условия эксплуатации устройства в системах с заземленной минусовой шиной и отсутствие регулировки уровней срабатывания защиты, что также ухудшает условия эксплуатации. Целью изобретения является повишение надежности путем обеспечения защиты от недопустимых изменений напряжения питающей сети,-а также улучшение эксплуатационных свойств. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источнике питания с защитой в блок защиты введе,ны второй опорный делитель напряжения выполненный аналогично первому, второй делитель напряжения, включенный между входными выводами стабилизатора напряжения, согласующий транзистор исполнительного узла, дополнительный т)анзистор, разделительный диод, вклю ценный между первым входом дифференциального усилителя и выходным пЛюсовым выводом стабилизатора напряжения и демпфирующий конденсатор, при этом дифференциальный усилитель выполнен с открытыми коллекторными выходами, исполнительный -элемент исполнительного узла выполнен по схеме комплементарного составного транзистора и включен последовательно в плюсовую шину коллектором выходного транзистора к входному питающему выводу, причем база исполнительного элемента является управляющим входом исполнительного узда, коллектор-эм&1ттерный переход согласующего транзистора исполнительного узла подключен к эми-т терному переходу предварительного транзистора исполнительного элемента, причем эмиттерные переходы согласующего транзистора и выходного транзистора исполнительного элемента шунтированы запирающими резисторами, база согласующего транзистора соединена с первым выходом дифференциального усилителя и с коллектором дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен со средним выводом второго делителя напряжения, а база - с выходом второго опорного делителя напряжения, демпфирующий конденсатор подключен параллельно стабилитрону второго опорного делителя напряжения резисторные выводы опорных делителей напряжения подключены к плюсовому входному питающему выводу, а.их стабилитронные выводы и эмиттерная цепь дифференциального усилителя подключены к минусовому питающему выводу, соединенному с общей шиной, причем параллельно стабилитронам опорных делителей напряжения подключены вве-i денные переменные резисторы, средние выводы которых являются выходами указанных опорных делителей. На чертеже представлена принципиальная схема стабилизированного источника питания с защитой. Устройство содержит стабилизатор 1 постоянного напряжения с последовательно включенными в плюсовую шину регулирующим элементом 2, блок 3 защиты, состоящий из исполнительного ;. узла 4, с исполнительным элементом 5 выполненном на выходном транзисторе 6 и предварительном транзисторе 7, которые соединены по схеме комплемен-, тарного составного транзистора, причем коллектор транзистора 6 соединен с плюсовым питающим выводом 8. В исполнительный узел k входит также согласующий транзистор 9, эмиттерный. переход которого шунтирован запираю- . щим резистором 10. Аналогичный резистор 11 Подключен к эмиттерному переходу транзистора 6, В блок защиты входит дифференциальный усилитель 12, первый вход которого подключен к среднему выводу первого делителя 13 напряжения и через разделительный диод 14 - к выходному отводу 15 стабилизатора 1 напряжения. В блок 3 защиты входит также первый и второй опорные делители 16 и 17 напряжения, каждый из которых состоит из балластного резистора, стабилитрона и переменного резистора, демпфирующий конденсатор 18, дополнительный транзистор 19 и второй делитель 20 напряжения. Первый открытый коллек.торный выход усилителя 12 соединен с базой транзистора 9 и с коллектором транзистора 19, а второй открытый коллекторный выход усилителя 12 соединен с базой транзистора 7, являющейся управЬяющйм входом исполнительного узла А. Выходы опорных делителей 16 и 17 (средние выводы переменных резисторов) соединены соответственно с входом усипителя Т2 и с базой транзистора 19. Конденсатрр 18 подключен параллельно стабилитрону второго опорного делителя 17. Делитель 20 напряжения подключен параллельно входным выводам стабилизатора 1, а его средний вывод соединен с эмиттером транзистора 19. Резисторные выводы опорных делителей 16 и 17 подключены к входному выводу 8, а стабилитронные выводы и эмиттерная цепь усилителя 12 соединены с минусовым питающим выводом 21, который является общей шиной. Стабилизированный источник питания с защитой работает следующим образом. В нормальном режиме блок 3 защиты никакого влияния на работу стабилизатора 1 не оказывает, так как исполнительный элемент 5 находится в открытом состоянии. . При повышении питающего напряжения выше допустимого со среднего вывода делителя 13 входного напряжения на первый вход дифференциального усилителя 12 поступает сигнал, открывающий соответствующий транзистор. Коллекторный ток этого транзистора увеличивается, в результате чего увеличивается базовый ток.транзистора 9 исполнительного узла , выходное сопротивление транзистора 9 начинает уменьшаться, что приводит к подзапиранию исполнительного элемента 5. Вследствие этого на делителе 20 напряжения уменьшается напря(Жение, в результате чего увеличивается коллекторный ток транзистора 19 а значит и базовый ток транзистора 9 вследствие чего транзистор 6 еще более подзапирается, т.е. осуществляется действие положительной обратной связи и исполнительный элемент 5 запирается полностью, отключая стабили затор .1 от питающей сети. Для того, чтобы включить снова стабилизатор, необходимо отключить источник питания, а затем снова его подключить. Порог срабатывания защиты от повышения.питающего напряжения устанавливается делителем 13. Защита потребителя (нагрузки) от перенапряжения (например, при выходе из строя стабилизатора 1) обеспечивается с помощью диода 1. Когда на пряжение на выходе стабилизатора 1 возрастает, через диод поступает напряжение так же, как при защитестабилизатора от повышения питающего напряжения. При понижении питающего напряжения ниже допустимого значения напряжение на эмиттере транзистора 19 снимаемое с делителя.20 напряжения, становится ниже, чем на базе, в результате чего транзистор 9 открывает ся, а транзистор 6 закрывается, защищая стабилизатор от понижения напряжения. Порог срабатывания защиты от понижения питающего напряжения 066 устанавливается делителем 2.0 напряжения. Таким образом, в устройстве осуществляется защита от бросков напряжения в питающей ч;ети выше и ниже допустимого значения, а также защита потребителя от перенапряжения, при выходе из строя стабилизатора, что повышает надежность работы блоков питания. Изобретение может быть использовано при применении стабилизаторов любого типа, как линейного так и импульсного. Формула изобретения Стабилизированный источник питания с защитой, содержащий стабилизатор постоянного напряжения с последовательным регулирующим элементом, включенным в плюсовую шину, и блок защиты состоящий из исполнительного узла с исполнительнымэлементом, включенным между входным питающим выводом и входным выводом стабилизатора, дифференциального усилителя, первый вход которого подключен к среднему выводу первого делителя напряжения, включенного между входными питающими вь1водами, второй вход подключен к выходу первого опорного делителя напряжения, выполнекного на стабилитроне и балластном резисторе, а второй выход дифференциального усилителя соединен с упр)авляющим входом исполнительного узла, о тл и ча ющ ий с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения з.ащиты от недопустимых изменений напряжения питающей сети, а также с целью улучшения эксплуатационных свойств, в блок защиты введены второй опорный делитель напряжения, выпопненный аналогично первому . второй делитель напряжения, включенный между входными выводами стабилизатора напряжения, согласующий транзистор исполнительного узла, дополнительный транзистор, разделительный диод, включенный между первым входом дифференциального усилителя и выходным плюсовым выводом стабилизатора напряжения, и демпфирующий конденсатор, при этом дифференциальный усили-. тель выполнен с открытыми коллекторными выходами, исполнительный элемент исполнительного узла выполнен по схеме комплементарного составного транзистора и включен последовательно в плюсовую шину коллектором выходного транзистора к входному питающему выводу, причем база исполнительного элемента является управляющим входом исполнительного уа1ла, коллектор-эмит терный переход согласующего транзистора подключен к эмиттерному переходу предварительного транзистора исполнительного элемента, причем эмиттерные переходы согласующего транзис тора и выходного транзистора исполнительного элемента шунтированы запи рающими резисторами, база согласующего транзистора соединена с первым выходом дифференциального усилителя и с коллектором дополнительного тран зистора, эмиттер которого соединен со средним выводом второго делителя напряжения, а база - с выходом второго опорного делителя напряжения, 06. 8 демпфирующий конденсатор подключен параллельно стабилитрону второго: опорного делителя напряжения, резисторные выводы опорных делителей напряжения подключены к плюсовому входному питающему выводу,, а их- стабилитронные выводы и эмиттерная цепь дифференциального усилителя подключены к минусовому питающему выводу, соединенному с общей шиной, причем параллельно стабилитронам опорных делителей напряж.ния подключены введенные переменные резисторы, средние выводы которых являются выходами указанных опорных делителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №. , кл. G 05 F 1/58, 197. 2. Авторское свидетельство СССР № 531НЗ, кл. G 05 F 1/58, .