Стабилизатор напряжения с резервированием

Стабилизатор напряжения с резервированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ, содержащий два регулирующих элемента, первый из которых включен последовательно в силовую шййу силовым входом к входной клемме ; первый блок управления, выход которого подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента, второй блок управления, включенный между выходной клеммой и общей шиной питания, выход которого подключен к управляющему входу второго регулирующего элемента, отличающяйс я тем, что, с целью повышения КПД при нормсшьном режиме работы и надея ности стабилизатора, в него введены: токостабилизирующий двухполюсник, тиристор, дополнительный блок управления и предохранитель, причем второй регулирующий элемент включен между выходной клеммой и общей шиной питания , токостабилизирующий дву}5полюсник включен между входной и выходной клеммами последовательно с тиристором, допол1 ительный блок управления подключен входами между входной и выхоД ной клеммами,а выходом - к управляю (Л щему электроду тиристора, предохранитель включен между выходом первого регулирующего элемента и выходной клеммой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ц5В G 05 F 1/58.с с, ) j э тнэ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3570306/24-07 (22) 04,04.83 (46) 30.08.84. Бюл. Р 32 (72) В.И.Кудрявцев, Н.Н.Патлых, И.A.Ïîäëèñê и A,Ю.Фарес (Ливан) (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.М.A.Áoí÷Бруевича (53) 621.316.722.1(088.8)

56 1. Авторское свидетельство СССР

9 752288, кл. G 05 F 1/56, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р -995078, кл. G 05 F 1/56, 1983. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С

РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ, содержащий два регулирующих элемента, первый из которых включен последовательно в силовую шийу силовым входом к входной клемме, первый блок управления, выход которого подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента, второй блок управления, включенный меж„„SU„„1111141 А, ду выходной клеммой и общей шиной питания, выход которого подключен к управляющему входу второго регулирующего элемента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД при нормальном режиме работы и надежности стабилизатора, в него введенЫ токостабилиэирующий двухполюсник, тиристор, дополнительный блок управления и предохранитель, причем второй регулирующий элемент включен между выходной клеммой и общей шиной питания, токостабилизирующий двухполюсннк включен между входной и выходной клеммами последовательно с тиристором, дополнительный блок управления подключен входами между входной и выходЯ ной клеммами,а выходом — к управляющему электроду тиристора, предохранитель включен между выходом первогс регулнруемего элемента н ныноднон клеммой.

1111141

Цель изобретения — повышение КПД в нормальном режиме работы и надежности стабилизатора напряжения с резервированием.

Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике, а именно к источникам вторичного электропитания радиоэлеКтронного оборудования, и может быть использовано в приборостроении, измерительной и вычислительной технике для питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известен резервированный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий два последовательно вклю- 10 чеиных элемента в силовую шину стабилизатора, управляемых двумя блоками управления, подключенных входами к .выходу стабилизатора. В данном устройстве резервирование одного из ре- 15 гулирующих элементов осуществляется при помощи двух дополнительных транзисторов с двумя датчиками тока, включенных соответственно между выходами блоков управления и управляющими20 входами регулирующих элементов C13 .

Недостатками данного устройства вляются относительно низкое значение

КПД, так как оба регулирующих элемента работают в линейном режиме с боль- 5 шим,падением напряжения на их коллектор-эмиттерных переходах; низкая надежность, так как при обрыве одного из регулирующих элементов прекращается подача энергии в нагрузку стабилизатора.

Наиболее близким к изобретению является стабилизатор напряжения с резервированием, содержащий два регулирующих элемента, включенных последовательно между входной и выходной клеммами силовой шины, управляемых коммутируемым блоком управления, состоящим из двух блоков управления, выходами подключенных к управляющим входам регулирующих элементов соот- 40 ветственно, а входами - к выходу стабилизатора !21.

В данном .устройстве при пробое регулирующего элемента последний переходит из режима насыщения в линейный 45 режим и этим обеспечивается дальнейшая работа стабилизатора. Однако это устройство имеет относительно невысокое значение КПД при нормальном режиме работы и недостаточную на.-50 дежность. Это объясняется тем, что в цепи прямой передачи энергии включены насыщенный регулирующий элемент и дат-. чик защиты по току от коротких замыканий,в которых за счет потерь мощности происходит ухудшение КПД.Кроме того, при обрыве любого из регулирующих элементов стабилизатор выходит из строя и подача энергии в нагрузку прекращается,,что в целом понижает надежность устройства. 60

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения с резервированием, содержащий два регулирующих элемента, первый из которых включен последовательно в силовую шину силовым входом к входной клемме, первый блок управления, выход которого подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента, второй блок управления, включенный между выходной клеммой и общей шиной питания; выход которого подключен к управляющему входу второго регулирующего элемента, введены токостабилизирующий цвухполюсник, тиристор, дополнительный блок управления и предохранитель, причем второй регулирующий элемент включен между выходной клеммой и общей шиной питания, токостабилизирующий двухполюсник включен между входной и выходной клеммами последовательно с тиристором. дополнительный блок управления подключен входами между входной и выходной клеммами. а выходом — к управляющему электроду тиристора, предохранитель включен между выходом первого регулирующего элемента и выходной клеммой.

На чертеже приведена схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит два регулирующих элемента 1 и 2, перьыК из которых включен последовательно в силовую шину силовым входом к входной клемме, и.два блока 3 и 4 управления, выход каждого из которых подключен к управляющему входу соответствующего регулирующего элемента, блок 3 управления регулирующего элемента 1 включен между выходом этого регулирующего элемента и общей шиной, а регулирующий элемент 2 и его блок

4 управления включены между выходной клеммой и общей шиной, предохранитель 5, включенный между выходом регулирующего элемента 1 и выходной клеммой, а между входной и выходной клеммами введены токостабилизирующий двухполюсник 6> включенный последовательно с тирйстором 7, H дополнительный блок 8 управления, выход которого подключен к.управляющему элект. роду тиристора 7. В качестве токостабилизирующего двухполюсника может быть применено балластное сопротивление

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы стабилизатора регулирующий элемент 2 при помощи блока 4 управления находится в режиме отсечки (регулирующий элемент 2 закрыт). Регулирующий элемент

1 при помощи блока 3 управления обеспечивает нормальный режим стабилизации выходного напряжения,.а тиристор 7 закрыт,так как на его управ1111141

-ляющем электроде отсутствует напряжение включения.

В аварийном режиме (при обрыве в цепи регулирующего элемента 1 или предохранителя 5) блок 8 управления тиристором обеспечивает переход тиристора 7 в открытое состояние, что приводит к некоторому увеличению напряжения на выходе стабилизатора, а блок 4 управления переводит регулирующий элемент 2 в линейный режим, 10

При етом токостабилизирующий двухполюсник 6 и регулирующий элемент 2 образуют стабилизатор напряжения с параллельным включением регулирующего элемента, что обеспечивает.даль- 15 нейшую работу предлагаемого стабилизатора и стабилизацию напряжения на его выходе.

В случае обрыва регулирующего элемента 1 начинает работать регулирующий элемент 2 в схеме стабилизатора с параллельным включением регулирующего элемента, что обеспечивает бесперебойность напряжения на выходе предлагаемого устройства. В случае пробоя регулирующего элемента 1 напряжение на выходе стабилизатора начинает. увеличиваться, что приводит к включению регулирующего элемента

2. При этом через предохРанитель 5 начинает протекать сумма токов на- З0 грузки и . регулирующего элемента 2 °

В результате этого . предохранитель

5 сгорает и включается цепь, содержащая токостабилизирующий днухполюс- ник 6, и предлагаемый стабилизатор 35 продолжает, нормальную работу и ста билизацию выходного напряжения.

Наличие в известном устройстве 122 насыщенного регулирующего элемента и датчика защиты по току, включенных 40 в силовую цепь последовательно, на которых при протекании тока нагрузки

Х создаются падения напряжения U„q, и Uz обусловленные соответственно сопротивлением перехода коллектор — 45 эмиттер насыщенного регулирующего элемента и сопротивлением датчика защиты по току, приводит к выделению на них мощностей Pry = ?иП„„, и Рп,„.

?и 0, ЯвлЯюшихсЯ MOBlHocrHMH RonollHH 50 тельных потерь. Так как ток нагрузки

Хи = Рд/0„(Ри, Пи — мощность и напряжение на нагрузке), последовательно суммарная мощность потерь на насыщенном регулирующем элементе 1 и датчике б защиты по току равна

0юс - U

P м . нм

+Р = — — Ц, поТ. 3 Пн

Следонательно, КПД прототипа равен

Ф1 (1) Ри пп.надь Рппь . р +p

tIol U

Обеспечивается работоспособность устройства в целом и бесперебойность, подачи энергии в нагрузку при любой аварийной ситуации по сравнению с устройством с двумя регулирующими элементами, включенными последовательно в силовую цепь.

Надежность стабилизатора с параллельным включением регулирующего элемента выше, чем у стабилизатора с последовательным включением регулирующего элемента. где Ьп — потери мощности, присущие стабилизатору при отсутствии насыщенного регулирующего элемента и датчика защиты по току.

Таким образом, по сравнению с известным устройством (2Я применение стабилизатора с параллельным включением регулирующего элемента в качестне резервного позволяет достичь повышения КПД в нормальном режиме работы стабилизатора с резервированием, так как в силовую цепь включен последовательно всего один элемент потерь (регулирующий элемент). Кроме того, при аварийном режиме КПД предлагаемого устройства может достичь КПД .стабилизатора с последовательным нключением регулирующего элемента.

Отсутствие н силовой цепи дополнительных функциональных элементов приводит к получению дополнительного эффекта при предлагаемом пути резервирования стабилизатора — исключены а„ -и потери мощности Р, „щ +Р„, .= — „Ц, в формуле (1), обуслонленные сопротивлени ями перехода коллектор — эмиттер насыщенного регулирующего элемента 1 и датчика 6 защиты по току в прототипе, что приводит к повышению

КПД предлагаемого устройстна до неличины КПД стабилизатора с последовательным включением регулирующего элементаа.

Стабилизаторы с параллельным включением регулирующего элемента н отличие от стабилизаторов с последовательным включением регулирующего элемента характеризуются нечувствительностью к перегрузкам и коротким замыканиям на их выходе и не требуют дополнительных устройств защиты от перегрузок.

Составитель Г.Мачавариани Редактор М.Петрова Техред Т.дубинчак Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 6309/38 Тирам 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.. 4/Ь филиал ППП Патент, г. Ултород,.ул..Проектная,.4.