Двуполярный блок питания Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электро технике и может нгЛти применение в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Известен блок питания, содержащий ,вклк)ченные симметрично относительно общей шины два стабилизатора постоянного напряжения С 1 .

Наиболее близким к предлагаемому является ;с1вуполярный блок питания, содержащий включенные симметрично относительно общей шины, два стабилизатора постоянного напряжения с быстродействующей защитой от перегрузок по току и короткого замыкания, выходы которых подключены к разнополярным выходным выводам 2.

Недостатками известного устройства является то, что при возникновении перегрузки или короткого замыкания на выходе одного из плеч двуполярного блока питания происходит срабатывание устройства защиты соответствующе го стабили затор а напряжения , при этом другой стабилизатор остается включенным. Кроме того, в устройстве отсутствует синхронность изменения выходных напряжений обоих плеч двуполярного блока питания при включении и выключении последнего.

При этом отсутствие одновременной защиты обоих плеч двуполярного блока питания от перегрузки или короткого замыкания в любом из них и отсутствие синхронности изменения выходных напряжений обоих плеч двуполярного блока питания при включении и выключений последнего во многих случаях недопустимы для потребителя или нарушают требования эксплуатации, предъавляемые потребителями.

Цель изобретения - повышение надежности путем одновременной защиты стабилизаторов двуполярного блока питания от перегрузок по току и короткого замыкания в любом из них, а также обеспечение синхронности из- менения выходных напряжений стабилизаторов при включении и выключении блока питания.

Поставленная цель достигается тем, . что в двуполярный блок питания введены делитель напряжения, состоящий из трех последовательно соединенных резисторов и включенный между разнополярными выходными выводами и два разнотипны} по проводимости транзистора, включенные своими коллекторэмиттерными переходами между соответствующими выходными выводами и Общей шиной, причем их эмиттеры подключены к общей шине, а база %аждогО из них по отдельности соединена чере соответствующий резистор делителя напряжения с выходным выводом противоположной полярности. На чертеже представлена принципиальная схема Предлагаемого, двуполярного блока питания. Двупол.ярный блок питания состоит из двух независимых плеч, каждое из которых содержит выпрямительный блок 1 (2), первый выход которого ПОДКЛ чен к общей шине 3, а второй выход через стабилизатор напряжения с быст родействующим устройством 4 (5) защк ты от перегрузки и короткого замыкания подключен к соответствующему выходному выводу б (7) блока питания. Резистивный делитель напряжения состоит из резисторов 8-10, соединенных последовательно, и включен между .зазнополярными; выходными выводами б и 7. Разнотипные по проводимости т 1анзисторы 11 и 12 включены между соответствующими разнополярными выходными выводами 7 и б и общей шиной 3. Базы транзисторов 11 и 12 через резисторы 8 и 10 делителя соответстBjeHHO подключены к выходным выводам противоположной полярности, соответ.с.твенно к выводам б и 7. .Работу двуполярного блока питания можно рассмотреть в пяти возможных режимах: при включенном питании и присутствии номинального напряжения на обоих выходных клеммах двуполярного блока питания; при включении двуполярного блока питания; при выключении двуполярного блока питания; пр/: перегрузке или коротком замыкании на выходе одного из плеч двупо-лярного блокапитания; аварийное исчезновение одного из выходных напряжений двуполярного ф1ока питани% в результате неисправности соотвефст вующих выпрямительных блоков или стабилизаторов напряжения. При включенном питании и -присутст вии номинсшьного напряжения на обоих выходных выводах б и 7 двуполярного блока питания напряжение смещения обоих транзисторов 11 и 12, создаваемое падением напряжения на резисторе 9 таково, что транзисторы находятся в закрытом состоянии и не оказывают шунтирующего действия на выходы блока питания. При включении двуполярного блока питания происходит увеличение выходных напряжений на обоих выходах блока питания. Работа cxeivbi при одновре менном нарастании напряжений аналогична работе схемы при включенном питании и присутствии номинального напряжения на обоих выходах двуполярного блока питания. В случае неодновременного нарастания выходных напряжений происходит выравнивание выходных напряжений следующим образом, пусть скорость нарастания напряжения,, снимаемого с положительного выходного вывода 6 превышает скорость нарастания напряжения, снимаемого с отрицательного выходного вывог.а 7. В этом случае происходит перераспределение потенциалов напряжения на резистивном делителе напряжения относительно общей шины, la равно и на базах соответствующих транзисторов. Такимобразом, потенциал базы транзистора 12, а равно и напряжение, приложенное к переходу база-эмиттер Т1 анэистора 12 из и5 О становится Ug О,что переводит транзистор 12 из закрытого состояния в открытое, в результате чего происходит шунтирование положитель,ного выхода. Скорость нарастания напряжения положительной полярности ограничивается до тех пор,пока будет сказываться шунтирующее действие транзистора 12,которое,в свою очередь,зависит v от разности напряжений двух плеч двуполярного блока питания. Чем больше будет упомянутая разность напряжений, тем больше будет шунтирующее действие транзистора включенно- . го параллельно тому одному из двух плеч двуполярного блока питания, скорость нарастани я напряжения которого выше. , ° Работа схемы при выключении двуполярного блока питания аналогична работе схемы при включении последнего. При перегрузке или коротком замыкании на выходе одного из плеч двуполярного блока питания,, срабатывает быстродействующее устройство защиты соответствующего стабилизатора напряжения, напряжение на выходе которого становится близким к нулю, происходит перераспределение потенциалов напряжения на резистивном делителе напряжения относительно общей шины, а равно и на базах соответствующих транзисторов. К переходу база-эмиттер транзистора, коллекто и эмиттер которого подключены к выходным отводс1м другого плеча двуполярного блока питания,прикладывается отпирающее напряжение, которое открывает транзистор, шунтирующий соответствующий выход двуполярного блока питания, быстродействующее устройство защиты которого срабатывает и отключает выходное напряжение.. Напряжения и токи на выходах двуполярного блока питания становятся близкими к нулю, стабилизаторы в таком состоянии могут находиться неограниченное время., Восстановление напряжений на выходах двуполярного блока питания осуществляется кратковременным отключением стабилизаторов напряжения от сети.

Работа схемы при аварийном исчезновении одного из выходных напряжений двуполярного блока питания в результате неисправности соответствующих выпрямительных блоков или стабилизаторов напряжения происходит аналогично работе cxaivM при перегрузке или коротком за1мыкании на выходе одного из стабилизаторов двуполярго блока питания.

Таким образом, введение резистив ного делителя напряжения и двух транзисторов выгодно отличает предлагае|МЫй двуполярный блок питания от изйёстного, так как во-первых, позволяет защитить оба плеча двуполярного блока питания от перегрузки или- короткого замыкания в любом из них, iво-вторых, обеспечивает синхронность изменения выходных напряжений обоих плеч двуполярного блока питания при включении и выключении последнего. .в-третьих, обеспечивает отключение выходных напряжений при аварийном Исчезновении любого из выходных напряжений двуполярного блока питания в результате неисправности соответствующих выпрямительных блоков или стабилизаторов напряжения.

Формула изобретения

; Двуполярный блок питания, содержащий включенные симметрично относительной общей шины два стабилиза- тора постоянного напряжения с быстродействующей защитой от перегрузок по току и короткого замыкания, выходы которых подключены к разнополярным выходным выводам, о т л и-чающийся тем,, что, с целью повышения надежности путем одновременной защиты стабилизаторов от перегрузок по току и короткого замыка-

ния в любом из них, а также обеспечения синхронности изменения выходных напряжений стабилизаторов при включении и выключении блока питания, в него введены делитель напряжения, состоящий из трех последовательно соединенных резисторов и включенный между разнополярными выходными выводами и два разнотипных по проводимости транзистора, включенньае своими коллектор-эмиттерныг м переходами между соответствуюпшми выходными выводами .и общей шиной, причем их эмиттеры подключены к об1дай шине, а база каждого из них по

отдельности соединена через соответствующий резистор делителя Напряжения с выходным выводом противоположной полярности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Радио, 1980, 11, с.46.

2.Радио, 1977, 4, с.46.