Устройство для защиты нагрузки от выбросов напряжения источника питания Советский патент 1982 года по МПК H02H7/10 H02M1/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ ВЫБРОСОВ НАПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

12

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для защиты источников электропитания-систем автоматики и вычислительной техники.

По основному авт. св. 728196 известно устройство .для защиты нагрузки от выбросов напряжения источника питания содержащее регулирующий транзистор, цепь из последовательно соединенных резистора -и стабилитрона, включенную параллельно нагрузке, и соединенный с ней буферный каскад, выполненный на двух транзисторах, коллектор первого из которых связан с бадой второго коллектор второго - с базой регулирующего транзистрра, а эмиттеры - к клеммам для подключения источника питания, причем в цепь базы регулирукмцего транзистора включен стабилизатор тока, выполненный на дополнительном транзисторе, диоде и двух резисторах 1..

Недостатком известного устройства является большая потеря мощности, выделяемой на регулирующем транзисторе при длительных выбросах источника питания.

Целью изобретения является уменьшение потерь мощности, выделяемой на регулирующем транзисторе.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительныгл развязывающим диодом, подключенным анодом к коллектору второго транзистора буферного каскада и катодом - к базе регулирующего

10 транзистора, а в буферный каскад введены два дополнительных прследовательно соединенных резистора и конденсатор, один вывод которого подсоединен к эмиттеру первого транз.исто15ра буферного каскада и второй - к общей точке соединения дополнительных резисторов, крайние выводы которых подключены соответственно к базе первого транзистора и коллектору

20 второго транзистора буферного каскада.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты нагрузки от выбросов нап25ряжения источника питания.

Устройство содержит буферный каскад 1, состоящий из первого 2 и второго 3 транзисторов, резисторов 4-7 и конденсатора 8, пороговый эле30мент 9 на резисторах 10 и 11 и стабилитроне 12, стабилизатор тока 13, выполненный на транзисторе 14, диоде 15, резисторах 16 и 17, развязывающий диод 18, регулирующий транзистор 19, клеммы для подключения источника питания 20 и нагрузки 21.

Устройство для защиты нагрузки от выбросов напряжения источника питания работает следукяцим образом.

При сзтсутствии выбросов напряжения источника питания 20 пороговый элемент 9 закрыт. Первый транаиетор 2 буферного каскада 1 закрыт, следовательно, закрыт второй, транзистор 3 Развязывающий диод 18 закрыт, конденсатор 8 находится в разряженном соетоянии. Транзистор 14 стабилизатора тока 13 открыт напряжением на диоде 15. Весь ток транзистора 14 поступае в базу регулирующего транзистора 19, у станавливая в нем режим насыщения, Степень насыщения регулирующего тра:нзистора 19 можно изменять резистором 17. Мощность, рассеиваемая на регулирующем транзисторе 19, при таком режиме работы незначительна.

При кратковременном выбросе напряжения источника питания 20 пробивается стабилитрон 12 порогового элемента 9, и на резисторе 11 появляется напряжение, открывающее первый транзистор 2 буферного каскада 1. Ток коллектора первого транзистора 2 создает на резисторе 4 напряжение смещения, открывающее второй транзистор 3. Потенциал анода развязывающего диода 18 становится ваше потеницала катода, и развязывающий диод 18 открывается. Регулирующий транзистор 19 переходит из режима насыщения в активный режим, так как ток коллектора транзистора 14 стабЯлизатора тока 13 ответвляется в цепь коллектора открытого второго транзистора 3. Падение напряжения на участке коллектор - эмиттер регулирующего транзистора 19 примерно равно величине выброса питающего напряжения.

Одновременно с этим начинает заряжаться конденсатор 8 через открытый второй транзистор 3 и резистор 6. По. окончании выброса источника питания 20 пороговый элемент 9 запирается. Закрывается первый транзистор 2 буферного каскада 1, так как постоянная времени цепи заряда конденсатоЬа 8 выбрана таким образом, чтобы величина напряжения, до которой он успевает зарядиться за время действи кратковременного выброса напряжения, не была бы достаточной для поддеожания первого транзистора 2 в открытом состоянии.

При длительном выбросе напряжения источника питания 20, имеющем место при его неисправности, первоначально повторяется процесс, характерный для кратковременного выброса напряжения. Если длительность выброса становится достаточной дпя заряда конденсатора 8 до величины напряжения, при котором первый транзистор

2получает дополнительное смещение через резистор 7, первый 2 и второй

3транзисторы входят в режим устойчивого насыщения. Переход база эмиттер регулирующего транзистора 19 шунтируется открытыми развязывгиощим диодом 18 и вторым транзистором 3 буферного каскада 1. Регулируквдий тразистор 19 переходит в режим отсечки, отключая нагрузку 21 от источника питания 20. Время опрокидывания устройства определяется постоянной цепи заряда конденсатора 8.

Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить мощность, рассеиваемую на регулирукщем транзисторе при длительных выбросах напряжения источника питания, что обеспечивает повышение надежности устройства и возможность реализации его в микроэлектронном исполнении.

Формула изобретения

f . .

Устройство для защиты нагрузки

от выбросов напряжения источника питания по авт. св. 728196, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, оно снабжено дополнительнЕ|М развязывающим диодом, подключенным анодом к коллектору второго транзистора буферного каскада и катодом - к базе регулирующего, транзистора, а в буферный каскад введены два дополнительных последовательно соединенных резистора и конденсатор, один вывод Которого подсоединён .к эмиттеру первого транзистора буферного каскада и второй - к общей точке соединения дополнител1 ных резисторов, крайние выводы которых подключ ны соответственно к базе первого транзистора и к коллектору второго транзистора буферного каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 728196, кл. Н 02 Я 7/10, 1979.

se

О

HCD

j

A

4s NX

«SI