Стабилизированный источник питания

Стабилизированный источник питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др г 05 F 1/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ м

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHpblTHA (21) 3448334/24-07 (22) 08.06.82 (46) 30.10.83. Бюл. N 40 (72) В.И.Лейка и А.Я.Гольдинер (53) 621. 316,722, 1 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 836630, !en. G 05 F 1/56, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

N 756388, кл. G 05 F 1/58, 1978. (54) (57) 1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧ- .

НИК. ПИТАНИЯ, содержащий два разнополярных относительно общей шины канала стабилизации,.выполненных на разнотипных по проводимости тран-, зисторах, каждый из которых состоит . иэ регулятора напряжения, .к выходным выводам которого подключены первый и второй делители напряжения, испол" нительного транзистора защиты, включенного в силовую шину между регулятором и выходным выводом, третьего делителя напряжения, включенного между выходным выводом и общей шиной, блокирующего транзистора, блока управления защитой и разделительного диода, включенного между средним внводом первого делителя напряжения и управляющим входом регулятора напряжения, который соединен со средним выводом третьего делителя напряжения, при этом блокирующий транзистор подключен между средним выводом пер". вого делителя напряжения и общей шиной, причем - змиттером к общей шине, а базой через токоограничительный резистор - к выходному вывору, питающие вывод«! блока управления защитой подключены к выходным выводам регулятора напряжения, „„SU„„1051524 А а управляющий его вход соединен со средним выводом второго делителя напряжения,отличающийся, тем, что, с целью повышения надежности путем исключения неодновременной,подачи на выходные разнополярwe выводы выходных напряжений, в него введены в каждый канал стабилизации согласующий транзистор с разнотипной провоДимостью по отношению к защитному транзистору и резистор связи, при этом коллектор указанно- го транзистора через резистор связи соединен с базой управляющего транзистора,его база подключена к выходу с« блока управления защитой и через введенный дополнительный резистор .с базой аналогичного транзистора дру гого канала, а аммттео - с аммттеоом C аналогичного транзистора другого канала.

2. Источник питания по и.1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок управления защитой каждого из каналов питания выполнен на транзисторе, Ю однотипном по проводимости с транзистором защиты данного канала, при- СЛ чем база укаэанного транзистора сое- Ьф динена с управляющим входом блока, «фф эмиттер через опорный стабилитрон соединен с выходным выводом регулятора и через токозадающий резистор с общей шиной, а коллектор через. дополнительный резистор связи - с,3м выходом блока управления защитой.

3, Источник питания по п.2, о тit и ч а ю щ и й"с я тем, что в каждый блок управления введен до" волнительный резистивный делитель напряжения и второй транзистор того же типа проводимости, что и первый, причем дополнительный резистивный делитель напряжения подключен к сило-вой и общей шинам регулятора данного а

10) 1 524 канала, а средний вывод его - к базе второго транзистора блока управления, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, g кол.лектор - с его базой.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных электрических схем радиоаппаратуры, требующих одновременной подачи двух стабилизированных напряжений, имеющих общую нагрузку, включенную между разноименными шинами обоих стабилизированных выходов,; и выполненных, например, на современных операционных усилителях 340 серии.

Известен двухполярный стабилизированный источник питания на базе двух линейных стабилизаторов напряжения последсщательного типа с усилительными транзисторами, включенными между базами регулирующих транзисторов и общей шиной, в котором преду смотрено специальное реле времени, Которое обеспечивает задержку во вре- 2О мени и одновременность включения обоих стабилизаторов за счет подачи сигнала включения на оба регулирующих транзистора f1 1.

Однако указанная схема имеет недостаточную надежность. При неисправности в одном из стабилизаторов типа обрыва в регулирующей группе второй стабилизатор будет работать и на выходе появятся только одно иэ напряжении, что в ряде случаев недопустимо. Кроме того, и быстродействие при включении стабилизаторов может оказаться неодинаковым, что также может повести к перезаряду 35 одного из выходных конденсаторов напряжением обратной полярности. . Известен, стабилизированный источник питания,на базе которого за счет использования элементов. разного 40 типа проводимости легко выполняется двухполярный стабилизированный источ. ник питания, имеющий общую шину, в

1 каждом из каналов которого имеетса,. регулятор напряжения, к выводам 45

2 которого подключен первый резистивный делитель напряжения, средний вывод которого соединен с управляющим входом блока управления, защитный транзистор, включенный последовательно s силовую шину и базой соединенный с выходом блока управления, второй резистивный делитель напряжения, соединенный с выводами для подключения нагрузки, средний вывод которого подключен к управляющему, входу регулятора напряжения, третий резистивный делитель напряжения, подключенный к выходным выводам регулятора напряжения, диод, включенный в проводящем направлении между средним выводом третьего резистивного делителя напряжения и управляющим входом регулятора напряжения, вспомогательный транзистор, коллектор которого подключен к среднему выводу, третьего резистивного делителя напряжения, эмиттер - к общей шине, база - через резистор к выходу транзистора защиты f2).

Укаэанный источник питания обеспечивает защиту потребителя от перенапряжений при пробое регулирующей группы, однако, как и предыдущее устройство, не обеспечивает надежную защиту потребителя от изменения полярности одного из выходных напряжений в случае подачи только одного из питающих напряжений, неодновременной подачи обоих питающих напряжений, пропадания одного из них при отказе одного из регуляторов напряжения типа обрыва в регулирующей группе, Цель изобретения - повышение надежности путем исключения неодновременной подачи на выходные разнополярные выводы выходных напряжений.

3 105!5

Поставленная цель достигается тем, что в стабипизированный источник пи- тания, содержащий два разнополярных относительно общей шины канала стабилизации, выполненных -на разнотипных 5 по проводи мост и транзи сторах, каждый из которых состоит из регулятора наt пряжения, к выходным выводам которого подключены первый и второй делители напряжения, исполнительного транзис- 10 тора защиты, включенного в силовую шину между регулятором и выходным

Э, выводом, третьего делителя напряжения, включенного между выходным вьРводом и общей шиной, блокирующего тран- 15 зистоРа,- блока УпРавлениЯ защитой и разделительного диода, включенного между средним выводом первого делите-/ ля напряжения и управляющим входом регулятора напряжения который соеаи 20 нен со, средним выводом третьего делителя напряжения, при этом блокирующий транзистор подключен между средним выводом первого делителя напряжения и общей шиной, причем эмиттером к общей шине, а базой через токоограничительный резистор - к вы"< ходному выводу, питающие выводы блока управления защитой подключены к выходным выводам регулятора напряжения, а управляющий его вход соединен со средним выводом второго делителя напряжения, введены в каждый канал стабилизации согласующий транзистор.с разнотипной проводимостью по отношению к защитному транзисто" .ру и резистор связи, при этом коллектор указанного транзистора через резистор связи соединен с базой управляющего транзистора, его база подключена к выходу блока управле40 ния защитой и через введенный дополнительный резистор с базой аналогичного транзистора другого канала, а эмиттер - с эмиттером аналогичного транзистора другого канала. . 45

Кроме того, блок управления защитой каждого из каналов питания выполнен на транзисторе, однотипном по проводимости с транзистором защиты данного канала, причем база ука- 50 занного транзистора соединена с управляющим входом блока, эмиттер через опорный стабилитрон соединен с выходным выводом регулятора и через токозадающий резистор с общей шиной, 55 а коллектор через дополнительный резистор связи - с выходом блока управления защитой.

24 4

Кроме тоГО в кайдый блок управ пения может быть введен дополнительный резистивный делитель напряжения и второй транзистор того же типа проводимости, что и первый, причем дополнительный резистивный делитель напряжения подключен к силовой и общей шинам регулятора данного канала, а средний вывод его - к базе второго транзистора блока управления, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, а коллектор - с его базой.

На фиг.1 представлена функциональ" ная схема стабилизированного источника питания; на фиг.2 и 3 - вариантй; исполнения блока управления.

Стабилизированный источник питания содержит два идентичных канала питания на элементах различного типа про водимости,имеющих общую шину. Каждый . из каналов содержит регулятор 1 напряжения„ резистивные делители 2 и 3 на" пряжения, причем первый (2 из них крайними выводами подключен к выходным выводам регулятора 1 напряжения, а его средний вывод подключен к управляющему входу блока 4 управления защитой, а второй (3 1 из .них крайними выводами подключен к выводам для подключения нагрузки, а его средний вывод - к управляющему выводу регулятора 1 напряжения, .защитный транзистор 5, включенный последовательно в силовую шину, резистивный делитель б напряжения, подключенный крайними выводами к выходным выводам регулятора I напряжения, диод 7, включенный в проводящем направлении между средним выводом указанного резистивного делителя б и управляющим входом регулятора 1 напряжения, резистор 8, один вывод которого подключен к выходу транзистора

5 защиты, а другой - к базе блокирующего транзистора 9, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллекторк среднему выводу резистивного делителя 6 напряжения, согласующий транзистор 10 типа проводимости, противоположного типу проводимости защитного транзистора 5 и резистор 11 связи, включенный между коллектором согласующего 10 и базой защитного 5 транзисторов, при этом база согласующего транзистора 10 подключена к выходу блока 4 управления, эмиттеры согласующих транзисторов 10 соедине3 1051 ны, а выходы обоих блоков 4 управления соединены через резистор 12.

При этом регулятор 1 напряжения мон<ет быть выполнен по любой из известных схем стабилизации напряжения компенсационного типа, элементом обратной связи которой является резистивный делитель 3. Это могут быть линейные и ключевые стабилизаторы напряжения последовательного и па- 10 раллельного типа, стабилизированные преобразователи напряжения с обратной связью с выхода и т.д.

Блок 4 управления каждого из каналов, в случае, если не требуется обес- 5 печить защиту потребителя от превышения напряжений на выходах источника, мон<ет быть выполнен так, как показано на фиг,2, Он состоит из транзистора 13, тип проводимости которого сов- и падает с типоМ проводимости транзистора 5 защиты, причем база транзистора 13 соединена с управляющим входом блока 4 управления, эмиттер через опорный стабилитрон 14 соединен с силовой шиной канала питания и через, токоэадающий резистор 15 - с общей шиной, а коллектор через резистор

16 с выходом блока 4 управления, В случае, если требуется обеспечить и защиту потребителя от превышения напряжения на выходах источника питания в каждый иэ блоков управления (Фиг.3 ) введен реэистивный делитель

17 напряжения и второй транзистор

18 того же типа проводимости, что и первый транзистор 13, причем крайние выводы реэистивного делителя 17 подключены к силовой и общей шинам канала питания, а средний вывод к базе второго транзистора 18 блока

40 - .управления, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора 13 а коллектор - с его базой.

Стабилизированный источник питания работает следующим образом.

При подаче напряжений на оба регулятора 1, причем независимо от того, подаются они одновременно или нет, напряжения на выходах источника питания отсутствуют, так как транзисторы 5 заперты за счет того, что резистивные делители 2 выбраны таким образом„ что блоки управления срабатывают только при значениях напряжений на1выходах регуляторов 1, близких к номинальным . Транзисторы

9, благодаря отсутствию напряжений на выходах источника питания, заперты

524 6 и регуляторы 1 напряжения работают как стабилизаторы эа счет сигналов обратной связи, поступающих на их управляющие входы со средних выводов реэистивных делителей 6, которые ! выбираются таким образом, чтобы напряжения на выходах регулятора 1 былиблиэки к. номинальным значениям выходных напряжений источника питания.

При достижении напряжениями на выходах регуляторов укаэанных значений срабатывают блоки- 4 управления,. транзисторы 10 отпираются, что приводит к открыванию эашитных транзисторов 5. Напряжения с выходов регуляторов 1 через транзисторы 5 постуггают на вь ходы источника питания. При этом транзисторы 9 отпирашунтируя резистивные делители

6, и регуляторы 1 начинают работать по сигналам обратной связи, снимаемым с резистивных делителей 3, что обеспечивает поддержание заданных

HoMNHBlloB выходных напряжений. Диодь<

7 обеспечивают развязку средних выводов резистивных делителей 3 и 6, Если одно из входных напряжений не подано, либо произошел отказ одного из регуляторов, приводящий к пропаданию напряжения на выходе этого регулятора, llo сигналу с соответствующего резистивного делителя 2 блок 4 управления закроет согласующий 10, а тот в свою очередь - оба защитных транзистора 5, так как оба согласующих транзистора 10 сое-, динены последовательно, в результате чего оба выходных напряжений источника питания уменьшатся до нуля.

Блок 4 управления, возможная реализация которого для этого случая приведена на фиг,2, работает следующим образом.

При появлении напряжения на выходе регулятора 1 за счет напряжения на опорном стабилитроне 14, ток через который задается резистором 15, транзистор 13 закрыт и ток через резистор 16 не протекает. В результате этого транзистор 10 заперт. По мере нарастания напряжения на выходе регулятора 1 увеличивается величина отпирающего напряжения, подаваемсго на базу транзистора 13 и при достижении на выходе регулятора заданной величины транзистор 13 откроется, создав возможность для открывания транзистора 10, Резистор 16 задает

7 1051 необходимую величину базового тока транзистора 10.

Величина резистора 12 выбирается .исходя из максимально .возможной величины обратного тока коллекторов 3 5 транзисторов 10.

В случае, если блок 4 управления должен обеспечивать и защиту потребителя ат превышения напряжения на выходе источника питания, он может быть реализован, например, так,как показано на фиг.3. Его работа при появлении напряжения на выходе регулятора 1 напряжения аналогична схеме фиг.2, так как режим работы транзистора 18 с помощью реэистивного делителя 17 задается таким образом, что он при этом заперт и на работу транзистора 13 не влияет. ° В случае появления на выходе регулятора повышенного-напряжения, например, из-за пробоя егО регулирующей груп-, пы, транзистор 18 открывается и шун" тирует переход база-эмиттер транзистора 13, который при этом закрывается. При этом закрывается и транзистор IÎ, в результате чего аба выходных напряжения на выходе источника питания снижаются да нуля. При снижении напряжения на выходе регу- 30 лятора до заданного уровня транзистор

18 закрывается, транзистор 13 откры- . вается и напряжения на выходе источ2". 8 ника питания вновь восстанавливаются до номинального значения.

Возможны и другие реализации схемного исполнения блока управления, например, на компараторах напряжения .

Паложительныи техйико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в том, что при сохранении всех положитель" ных качеств, свойственных прототипу, ано позволяет, кроме того, существенно повысить надежность обеспечения питания потребителя путем одновременного появления напряжений на обоих выходах источника питания и исключения возможности изменения полярности напряжения на одном из выходов при неодновременной .подаче входных напряжений, что особенно часта имеет место при настройке аппаратуры, а также в случае выхода иэ строя одного из регуляторов напряжения. использование предлагаемого устройства особенно эффективно при питании ответственных потребителей, выполненных на своевременных операционных усилителях, не имеющих вывода для подключения общей шины источника питания и создающих источнику пита; ния общую нагрузку, включенную между разноименными шинами обоих стабилизированных выходов °

Составитель 0,Овсянников

Редактор F.Папп Техред С.Мигунова Корректор А.Ференц

Заказ 8665/47 Тираж 87ч Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

1 1 30 35 Моск ва р Ж 35 у Рауеская наб, д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4