Устройство для защиты стабилизаторанапряжения ot перегрузки по току

Устройство для защиты стабилизаторанапряжения ot перегрузки по току

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3am®лено 240479 (21) 2758863/24-07 (51)М. Кл.

G 05 F 1/58 с присоединением заявки МГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.316. .722.1(088.8) Опубликовано 230781, Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 230781 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ!ЗМЦИТЫ СТАБИЛИЗАТОРА

НАПРЯЖЕНИЯ OT ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизаторах напряжения для защиты их от перегрузки вплоть до короткого замыкания.

Известно устройство защиты от перегрузки по току, содержащее датчик тока, узел сравнения и транзисторный исполнительный орган Г13 .

Недостатками такого устройства являются большая мощность рассеяния на транзисторе исполнительного органа, отсутствие автоматического возврата после устранения перегрузки, срабатывание защиты при включении на ем- 15 костную нагрузку.

Известно также устройство защиты стабилизатора напряжения от перегрузки qo току, содержащее последовательно с1оединенные транзисторный ключ и 20 резь?сторный датчик тока, включенные между источником питания и стабилизатором. напряжения, а также пороговый элемент, вход которого подключен к резисторному датчику тока 2 .

Недостатками известного .Устройства являются большая мощность рассеяния на транзисторном ключе и неустойчивая работа при емкостной нагрузке. ЭО

Цель изобретения — уменьшение мощности рассеяния ыа транзисторном ключе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй транзисторный ключ, ограничительный резистор, формирователь зарядного импульса., схема И, схема задержки, формирователь импульса от" ключения и формирователь узкого импульса, при этом второй транзисторный ключ через ограничительный резистор подключен параллельно основному транзисторному ключу, управляющий вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ, одним из входов которой соединен с выходом порогового элемента и входами схемы задержки и формирователя зарядного импульса, а другой — с выходом формирователя импульса отключения, вход которой соединен с выходом схемы И, один из входов которой соединен с выходом схемы задержки, а другой - с выходом формирователя узкого импульса, вход которого соединен с выходом формирователя зарядного импульса и управляющим входом второго транзисторного ключа.

849175

На чертеже приведена функциональная схема защиты устройства.

В предлагаемом устройстве основной транзисторный ключ 1 подключается к выходу источника питания и представляет собой мощный транзистор. пар ельно ему подк .чена цепочка из 5 последовательно соединенных ограничительного резистора 2 и дополнительного транзисторного ключа 3. Величина сопротивления резистора 2 такова, что она обеспечивает максимально допустимый ток через нагрузку минимально допустимом значении сопротивления нагрузки. Резисторный датчик 4 тока одним концом подключен к общей точке соединения основного транзисторного 15 ключа 1 и дополнительного транзисторного ключа 3 (к эмиттерам транзисторов этих ключей), вторым концом — к защищаемому стабилизатору 5 напряжения и ко входу порогового элемента б.

В качестве порогового элемента мо- жет быть использован, например, триггер Шмитта.

Выход порогового элемента 6 соединен одновременно с тремя функциональными элементами: с одним иэ входов схемы ИЛИ 7, через схему 8 задержки с одним из входов схемы И 9, со входом формирователя 10 зарядного импульса, наиболее простой реализацией которого является ждущий 30 мультипликатор. Выход формирователя

10 зарядного импульса соединен с управляющим входом дополнительного транзисторного ключа 3 и с формирователем 11 узкого импульса, выход которо- 35 го соединен с другим входом схемы

И 9. Формирователь 12 импульса отключения (в качестве которого также может быть использован ждущий мультипликатор с малым временем восстанов- gp ления) своим входом подключен к выходу схемы И 9, а выходом — ко второму входу схемы ИЛИ 7. Выход схемы ИЛИ

7 подключен к управляющему входу основного транзисторного ключа 1.

Устройство работает следующим образом.

Если ток в нагрузке (через стабилизатор 5 напряжения) не превышает максимального допустимого значения, то напряжение на реэисторном датчике 4 тока меньше порогового значения напряжения порогового элемента 6.

Выходное .напряжение порогового элемента б, проходя через схему ИЛИ 7, поступает на управляющий вход тран- 55 зистррного ключа 1, и, насыщая транзистЬр,"замыкает" его.

Ток от выпрямителя в нагрузку протекает через насыщенный транзистор транзисторного ключа 1 и резис- 6Î торный датчик 4. В этом состоянии схема находится до тех пор пока ток нагрузки не превысит максимально допустимого значения. В случае увеличения тока через защищаемый стабилизатор 65 напряжения до значения больше допустимого (или в случае короткого замыкания нагрузки стабилизатора 5) напряжение на резисторном датчике 4 превышает пороговое значение напряжения порогового элемента б,.

Пороговый элемент б срабатывает1 его выходное напряжение скачкообразно изменяет свою величину, что вызывает скачкообразное изменение напряжения на выходе схемы ИЛИ 7 и, в ко-. нечном счете, приводит к быстрому

"размыканию" транзисторного ключа 1.

Перепад напряжения, образующийся на выходе порогового устройства б при его срабатывании, запускает формирователь 10 зарядного импульса. Зарядный импульс одновременно "замыкает" транзисторный ключ 3 и "размыкает" ключ 1 лишь на время своего действия. В этом случае ток в нагрузку протекает только через ограничительный резистор 2, транзисторный ключ 3 и резисторный датчик 4 тока.

Все выпрямленное напряжение при коротком замыкании практически падает на ограничительном резисторе 2.

Если короткое замыкание (или перегрузка) не устраняется длительное время, то после окончания зарядного импульса транзисторный ключ 3

"размыкается", ток через ограничительный резистор 2 и транзисторный ключ 3 прекращается. Одновременно из заднего фронта зарядного импульса формирователя 11 импульса формируется импульс, который поступает на один .из двух входов схемы И 9. Этот импульс через схему И 9 проходит только при наличии короткого замыкания или перегрузки.

Это значит, что напряжение на втором входе схемы И 9, которое разрешает прохождение импульса, дОлжно поступать от сработавшего порогового элемента б. Так как после окончания зарядного импульса, ток через датчик тока 4 прекращается, то пороговый элемент 6 возвращается в исходное положение. Поэтому сигнал порогового элемента б на схему И 9 подается через схему 8 задержки, чем и обеспечивается надежное прохождение импульса.

Выходной импульс схемы И 9 запускает формирователь 12 импульса отключения. Импульс отключения, проходя через схему ИЛИ 7, поступает на основной транзисторный ключ 1 и продолжает удерживать его в "разомкнутом" выключенном состоянии. В течение времени, соответствующего длительности импульса отключения, оба транзисторных ключа 1 и 3 "разомкнуты", ток через цепь нагрузки не протекает. После окончания импульса отключения транзисторный ключ 1 открывается, и процесс повторяется.

849175

Формула изобретения

ВНИИПИ 3ак а

Тираж 940 По

Филиал ППП

r. Ужгород, ул.

Средняя рассеиваемая мощность определяется соотношением длительностей зарядного импульса и импульса отключения. Эта мощность в основном рассеивается на ограничительном резисторе 2 (при коротком замыкании) .

После устранения короткого замыкания (или перегрузки) во времени зарядного импульса происходит заряд емкости, имеющейся в нагрузке, через ограничительный резистор 2 и допол- ® нительный транзисторный ключ Э.

Длительность зарядного импульса, формирующегося формирователем 10, должна быть несколько больше врбмени окончания переходного процесса при заряде емкости нагрузки. 35

Так как пороговый элемент 6 возвращается в исходное положение до окончания импульса заряда, то импульс с формирователя 11 не проходит через схему И 9, и соответственно, не сфор- 2Q мируется импульс отключения. Транзисторный ключ 1 сигналом порогового элемента 6 через схему ИЛИ "замыкается" (включается, и устройство защиты возвращается в исходное lIo- д .ложение.

Предлагаемое устройство позволяет в десятки раз уменьшить мощность рассеяния на транзисторных ключах и сохранить нормальную работоспособность при емкостном характере нагрузки.

Устройство для защиты стабилизатора. напряжения от перегрузки по току, содержащее последовательно сое диненные транзисторный ключ и реэисторный датчик тока, включенные между источником питания и стабилизатором напряжения, а также пороговый элемент,. выход которого подключен к резисторному датчику тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения мощности рассеяния на транзисторном ключе, в устройство дополнительно введены второй транзисторный ключ, ограничительный резистор, форйирователь зарядного импульса, схема И, схема ИЛИ, схема задержки, формирователь импульса отключения и формирователь узкого импульса, при этом второй транзисторный ключ через ограничительный резистор подключен параллельно основному транзисторному ключу, управляющий вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ, один иэ входов которой соединен с выходом порогового элемента и входами схемы задержки и формирователя зарядного импульса, а другой с выходом формирователя импульса отключения, вход которого соединен с выходом схемы И, один из входов которой соединен с выходом схемы задержки, а другой - c выходом формирователя узкого импульса, вход которого соединен с выходом формирователя зарядного импульса и управляющим входом второго транзисторного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2 529.883, кл. G 05 F 1/58, 1976.

2. Патент США М 3.992.650, кл. Н 02.К 3/08, 1976. и