Стабилизатор постоянного напряжения с защитой и индикацией

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой и индикацией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С о и и с А :-н и к

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саюь Советских

Социалистических

Республик

Ж р, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 010677 (21) 2493623/24-07 с присоединением заявки Н© (23) Приоритет

Опубликовано 05,1179, Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 05,11,79 (51)м К„г

G 05 F 1/58

Государственный «оиитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 . 316 . .722.1(088.8) (72) Авторы изобретения

C. А. Керцман, С. В. Левинзон. и Б. С. Зйгель (71) Заявитель (54 СТАВИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

С ЗАШИТОЙ И ИНДИКАЦИЕЙ

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Известны стабилизаторы напряжения, содержащие регулирукщий транзистор, усилитель постоянного тока и датчик перегрузок по току на резисторе (1).

Известен также стабилизатор постоянного напряжения с защитой и индикацией, содержащий включенный последовательно в выходную шину регулирующий элемент, состоящий из регулирующего транзистора и согласующего транзистора, цепь эмиттер, база ко,торого шунтирована запирающимся диодом, датчик перегрузки, орган защиты, дополнительный источник и подключенный параллельно выводом;для подключения нагрузки блок сравнения 12).

Однако известному устройству присущи следующие основные недостатки: защита устройства является однократной; устройство содержит, как минимум два контакта коммутатора один для установки на самоблокировку, другой — для подачи на регулирующий элемент запирающего смещения;

Защита однократного действия помехоустойчива и может срабатывать от случайного импульса помехи; для возвращения в исходное состояние необходимо включить и выключить ,устройство, что не всегда бывает

)0 удобньм особенно в тех случаях, когда источник питания имеет несколько выходов, а отключение одного иэ них не ведет к полной утрате работоспособности аппаратуры в целом.

Целью изобретения являются! расширение функциональных возможностей защиты и улучшение помехоустойчивости, Для этого в стабилизаторе постоянйого напряжения с защитой и индикацией, содержащем включенный последовательно в выходную шину регулирующий элемент, состоящий из регулирующего транзистора и согласующего транзистора, цепь эмиттер-база которого шунтирована запирающимся диодом, датчик нагрузки,,орган защиты, дополнительный источник и подключенный параллельно выводам для подсоединения нагрузки блок сравнения, орган защиты выполнен в виде бистабильного

696433 ключевого каскада, первый транзистор которого подключен эмиттером к выходному выводу, а коллектором — к силовой шине дополнительного источника через последовательно соединенные резисторы, общая точка которых через последовательно соединенные эмиттер-коллектор второго транзистора и резистор параллельно которому подключена последовательная цепь из резистора и светодиода, соединена с базой согласующего транзистора, база второго транзистора бистабильного ключевого каскада через резистор подсоединена к минусовой шине дополнительного источника, которая соединена с выходным выводом, а база первого транзистора подключена к выходу вновь введенного формирователя сигнала, подключенного параллельно входным выводам, вход которого соединен с выходом датчика нагрузки включенного в базу регулирующего транзистора, причем параллельно цепи эмиттер-база регулирующего транзистора подсоединен дополнительно введенный запирающий диод. 25

На чертеже представлен стабилизатор постоянного напряжения с защитой и индикацией, принципиальная электрическая схема.

Стаб или зат ор с одержит регулирую- 30 щий элемент, состоящий из регулирующего транзистора 1 и согласующего транзистора 2, запирающий диод 3, датчик 4 нагрузки, блок 5 сравнения, орган защиты, выполненный на транзис 35 торе 6, резисторах 7-11, транзисторе 12, цепь индикации, состоящая иэ . резистора 13 и светодиода 14., формирователя 15 сигнала и запирающего диода 16, резистор 17.

Стабилизатор постоянного напряже ния работает следующим образом, В режиме нормальной работы, т. е. при отсутствии сигнала перегрузки или КЗ на выходе, транзистор 12 закрыт, а транзистор б открыт (ток базы его протекает через открытый выходной каскад .формирователя 15 сигнала. Транзистор 12 .закрыт и не влияет на работу стабилизатора напряжения, находящегося в режиме регулироРО вания и стабилизации.

При наличии режима перегрузки выходной каскад формирователя сигнала закрывается закрывается транзистор 4 (его эмиттер-базовый переход 55 шунтирован резистором 7, что достаточно для маломощного кремниевого транзистора; в случае германиевого в эмиттер транзистора б устанавливается диод смещения, а резистор смещения подключается к положительному полюсу источника) . Напряжение на входе транзистора 12 резко возрастает. . иэ-за отсутствия тока по цепи: резис— тор 9 — резистор 8 — транзистор б от суммы двух источников (Ч„— ЧВ ) и дои транзистор 12 открывается (ток базы его протекает по резистору 11 от источника Чдоп) и транзисторы 1 и 2 регулирующего элемента закрываются, так как вход каждого иэ них шунтирован диодами 3 и 16, образующим запирающие смещение. Если формирователь

15 сигнала представляет собой триггер Шмитта с.двумя устойчивыми состояния равновесия,т ° е. при увели- чении аналогового сигнала переходит в другое состояние и при снятии его стается в том же состоянии, тогда ри отсутствии сигнала о перегрузке

ыходной каскад (выходным каскадом может быть и транзистор б) его от-. крыт . При наличии возмущающего воздействия триггер переходйт в другое устойчивое состояние равновесия, транзистор б закрывается ° ,Если формирователем сигнала является триггер Шмитта с одним устойчивым состоянием равновесия, то форма тока через нагрузку и регулирующий элемент будет соответствовать так называемой пульс-паре с одинаковым временем открытого и закрытого состояния. Этот период зависит от цепей задержки в триггере, и если средняя мощность эа период не превьпаает максимально-допустимой на регулирующий элемент, в этом случае стабилизатор работает в аварийно-ключевом режиме и сигнал аварии индицируется. светодиодом 14 .

Однако в ряде случаев аварийно-ключевой режим в связи с ограниченным значением мощности, выделяемой на регулирующем элементе, не может длиться бесконечно долго в широком диапазоне температуры окружающей среды.

Тогда возможен алгоритм работы,т.е. защита работает в режиме пульс-пар " определенное время и отключается. В этом случае узел 15 (формирователь сигнала) представляет собой триггер

Шмитта с одним устойчивым состоянием равновесия и реле времени, которое включается сигналом с датчика 4, и время работы его не превышает допустимых по Ту на элементы, входящие в регулирующий. Такой режим исключит случайный импульс помехи, эквивалентный режиму перегрузки или ХЗ, Если стабилизатор напряжения работает в необслуживаемой аппаратуре и в широком диапазоне температур, то возможен алгоритм работы защиты, когда узел 15 содержит триггер. Шмитта с двумя устойчивыми состояниями равновесия и реле времени с выбранным временем задержки, т. е. устройство защиты находится в режиме крат— ковременного опробования c паузой, равной времени задержки.

Если мощность за период и перегрузочная мощность в течение времени

b96433 действия перегрузки не превышает норм

Ту, то такое устройство может находиться в указанном выше режиме долго, т. е. до отключения и ремонта аппаратуры обслуживающим персоналом.

Таким образсм, стабилизатор напря- 5 жения с комбинированной защитой и индикацией способен работать в различных режимах, расширяющих функциональные возможности устройства, обладает повышенной помехоустойчивостью.

Формула изобретения

1. Стабилизатор постоянного напря- 5 жения с защитой и индикацией, содержащий включенный последовательно в выходную шину регулирующий элемент, состоящий из регулирующего,транзистора и согласующего транзистора, цепь эмиттер, база которого шунтировайа запирающим диодом, датчик нагрузки, орган защиты, дбполнительный йсточник и подключенный параллельно выводам для подсоединения нагрузки блок сравнения отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей .защиты от перегрузок и улучшения помехоустойчивости, орган защиты выполнен в виде бистабильного ключевого каскада, первый транзистор которого подключен эмиттером к выходному выводу, а коллектором — к силовой шине дополнительного источника через последовательно соединенные резисторы, общая точка Ç5 которых через последовательно соединенные эмиттер-коллектор второго транзистора и резистор, параллельно которому подключена последовательная цепь иэ резистора и светодиода, соединена с базой согласующего транзистора, база второго транзистора бистабильного ключевого каскада через резистор подсоединена к минусовой шине дополнительного источника, которая соединена с выходным выводам, а база первого транзистора подключена к выходу вновь введенного формирователя сигнала, подключенного параллельно входным выводам, вход которого соединен с выходом датчика перегрузки, включенного в базу регулирующего транзистора, причем параллельно цепи эмиттер-база регулирующего транзистора подсоединен дополнительно введенный запирающий диод.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью формирования повторно-кратковременного режима работы защиты в аварийном режиме, формирователь сигнала выполнен в виде триггера Шмитта с одним. устойчивым состоянием равновесия.

3. Стабилизатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью работы защиты в течение ограниченного времени в аварийном режиме„ формирователь сигнала выполнен в виде триггера Шмитта с одним устойчивым состоянием равновесия с реле времени.

4. Стабилизатор по и. 1, о т л ич аю щи и с я тем, что, r. целью работы защиты в режиме постоянного кратковременного опробования, Фбр" .. мирователь сигнала выполнен в виде триггера Шмитта с двумя устойчивыми состояниями равновесия с реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CK. P

Р 508782, кл. G 05 F 1/56, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 441554, кл. G 05 F 1/5á, )972.

G9(>4 33

Заказ 6766/48

Тираж 1015 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В . Косырев.

Редактор Ю. Челюканов Техред М.Келемеш Корректор .-Г, Решетник