Стабилизированный источник питания с защитой

Стабилизированный источник питания с защитой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (117 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.77 (21) 2478640 24-07 с присоединением заявки № —(23) Приоритет—

Опт бликовано 25.04.79. Бк>л IexeIII ¹ 15 (51) Ч. Кл. - (з 05 Г 1 58

Государственный комитет ссср по делам нзооретеннй и открытий (53) УДK 66221).316. .722.1 i 088.8) Дата опубликования описания 05.05.79.

А. А. Озерянский. В. С. Балюк, 10. А. По,1п1пу, Н. 3. )Охименко и К. А..1ппковскпй (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт электродинамики АН УССР (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

С ЗАШИТОЙ

Устройство относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электропитания.

Известен стабилизированный источник питания с зашитой, содержащий регулируюгций транзистор, транзистор зашиты и датчик тока (1).

Наиболее близким по техническому решению к данному и",îáðåòåíèþ является стабилизированный источник питания с защитой, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу управляющего транзистора и делителю выходного напряжения, генератор Ройера, выходная обмотка которого через выпрямитель подключена к исполнительному элементу (2) .

Известное устройство может быть эффективно применено при повышенном сопротивлении нагрузки. Это объясняется тем, что при низкоомной нагрузке (0,1 - 1 Ом) для

I енератг ра нет различия между коротким замыканием и нормальным режимом, так как генератор имеет собственное внутреннее сопротивление, состоящее из сопротивления проводов во входной и выходной об2 мотках, сопротивлений транзисторов, диодов и т. д. Реализация для таких условий генератора Ройера черезвычайно усложняется — последний необходимо делать достаточно мощным, что ведет к существенному

5 увеличению установленной мощности блока защиты, а из-за заметного увеличения потерь в режиме холостого хода и к определенному уменьшению КПД стабилизатора в целом.

Вместе с тем. из-за широкого внедрения тО интегральных схем. часто используются низкоомные нагрузки, требующие специальных низковольтных источников (напряженне 5 В. ток 10 — 100 А, т. е. R = 0,5 — 0 05 Ом).

Именно для таких источников приме пение предлагаемого устройства защиты оказывается эффективным.

Цель изобретения — повышение КI I. i стабилизатора и существенное уменьшение установленной мощности элементов зашиты.

Поставленная пель достигается тем, что в стабилизированном источнике питания с защитой исполнительный элемент выполнен на транзисторе, эмиттер которого подключен

658545 к О(i i(р(I (. III!) ) 1((це! О трянзистора, 3 кол, 1(. к ГО!) к выходу уира вляк)1цего тра нз11(тора. причем 113раллсльно регулирующему транзистору вклк)чен шунтирующий резистор. а пита(о(ций вход генератора Ройера включеll параллельно выходным выводам, кроме того тем, что последовательно с шунтируюшим резистором включен полупроводниковый ключ, включаемый при перегрузках.

На фиг. 1 представлена основная принципиальная схема стабилизированного источника питания с защитой; на фиг. 2 и 3— возможные варианты исполнения полупроводникового ключа.

Стабилизированный источник содержит последовательно включенный в силовую шину регулирующий транзистор 1, база которого подключена к выходу управляющего транзистора 2 и делителю выходного напряжения 3, нагрузку 4, исполнительный элемент на транзисторе 5, резистор 6, резистор 7. включенный параллельно регулируюгцему транзистору 1, генератор Ройера

8, выходная обмотка которого через выпрямитель 9 подключена к исполнительному эле»1effту на транзисторе 5 (фиг. 1), резистор

I0, тиристоры 11, 12, разделительные диоды 13, !4 конденсатор 15 (фиг. 2), транзистор 16, диод 17, 18, резисторы 19, 20 (фиг. 3).

Источник работает следующим образом.

В нормальном, не аварийном, режиме генератор Ройера работает в режиме автоколебаний, поддерживая транзистор 5 в состоянии насыщения, и не влияет на работу стабилизатора. При возникновении короткого замыкания происходит срыв автоколебаний, транзистор 5 закрывается, разрывая цепь управления регулирующего транзистора 1. При снятии перегрузки схема самовосстанавливается. Это происходит благодаря шунтирую(цему резистору 7, который таким образом используется не и( прямому назначению (например, для рассеивания избыточной мощности на регулируюгцем транзисторе), 3 для подачи в нагрузку некоторого минимального тока, достаточного для того, чтобы при устранении перегрузки на выходе стабилизатора появлялось напряжение, необходимое для включения генератора 1- — 1,5 В. При таких условиях сопротивление резистора 7 может быть выбрано достаточно большим, не влияюшим на процесс стабилизации.

При выполнении вариантов предлагаемого устройства следует учесть, что при очень широких пределах изменения тока нагрузки, когда сопротивление резистора 7 может стать сравнимым с сопротивлением регулирующего транзистора 1 и повлиять на его регулируюшие характеристики, целесообразно включать шунтируюгций резистор через ключ и только на время перегрузки.

Для мощных нагрузок это следует осушествлять с помошью тиристора (фиг. 2) . При перегрузках по току импульсами генератора выключается транзистор 5 (остальная

5 часть схемы, состоящая . из управляю(цего транзистора 2, нагрузки 4, генератора 8 с обмоткой 9 на фиг. 2 и 3 не приведена, так как совершенно не отличается от схемы на фиг. 1 и с помощью резистора 10 включается тиристор 11. При этом обеспечивается по10 дача тока через диод 14 и шунтирующий рези тор 7 B нагрузку и, кроме того, заряжается через диод 13 коммутирующий конденсатор 15 до напряжения питания. После снятия перегрузки включается транзистор

5 и тиристор 12, а тиристор 11 выключается

15 вследствие разряда конденсатора 15. При маломощных нагрузках ключ целесообразно выполнять на основе транзистора 16 (фиг. 3), который будет открываться при закрывании последнего. Такое параллельное управление обоими транзисторами достигается введением разделительных диодов

17, 18 и использованием транзисторов различного типа проводимости.

Форлула изобретения

l. Стабилизированный источник питания с защитой, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий гранзистор, база которого подключена к выходу управляющего транзистора и делителю выходного напряжения, генератор

Ройера, выходная обмотка которого через выпрямитель подключена к исполнительному элементу, отличающийся тем, что, с целью зь повышения КПД и существенного уменьшения установленной мощности элементов защиты, исполнительный элемент выполнен на транзисторе, эмиттер которого подключен к базе регулирую(цего транзистора, а коллек40 тор к выходу управляющего транзистора, причем параллельно регулирующему транзистору включен шунтирую(ций резистор, 3 питающий вход генератора Ройера включен параллельно выходным выводам.

2. Стабилизированный источник питал ния по и, 1, отличающийся тем, что последовательно с ц)унтирующим резистором включен полупроводниковый ключ, включаемый при перегрузках.

Источники информации, принятые во вни50 мание при экспертизе

1. Карпов B. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. М., «Энергия», 1967, с. 60, рис. 40.

2. Патент США № 34003320, кл. 323-4, 1968.

658545

Составитель С. Горбачева

Редактор Д. Зубов Техред О. Луговая Корректор Е. Папп

Заказ 2056/43 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4