Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ЫСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЛВТОРСКОММ СВИДВтаЛЬСтВЬ

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Республни

Опубликовано 15 06° . 82 ° Бюллетень М 22 (5! )М. Кл. (05 Г 1/58

9кударстпинык кеиктвт

СССР ае авааи взабрвтеккй и открытий (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 15.06.82

10. П. Гончаров, С. Н. Иванов, Н. И.: Лазарев, -П. В. Натаров и Е. С. Гапчинский (72) Авторы изобретения

Харьковский ордена Ленина политехнический:институт им. В. И. Ленина

f (7l } Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации напряжения при больших значениях тока.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий устройство ззщиты параллельно включенных полупроводниковых триодов, содержащий предохранители в коллекторных цепях транзисторов и стабилитрон, подклю î ченный параллельно нагрузке стабилизатора (1).

Однако в данном устройстве при больших перепаде значений входного напряжения и напряжения на нагрузке

35 возможен выход из строя стабилитрона при пробое одного из транзисторов, так как небольшой величины токовыравнивающие резисторы в эмиттерных цепях не обеспечивают нужного ограничения тока. Кроме того, возможно ложное срабатывание защиты и выгора- ние предохранителя при переходных процессах, связанных с появлением на выходе стабилизатора перенапряжений, что снижает надежность работы устройства.

Известен также стабилизатор постоянного напряжения, регулирующий элемент которого состсит из параллельно соединенных транзисторов с предохранителями в эмиттерных и базовых цепях (2).

Недостатком данного устройства является то, что при пробое одного из транзисторов не обеспечивается защита нагрузки стабилизатора от перенапряжений.

Наиболее близким техническим решением является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент из параллельно включенных транзисторов с предохранителями, включенными в один из силовых электродов каждого из тран- зисторов, узел выжигания предохранителей, подключенный выходом параллельно силовым переходам транзисто935923 4 ров регулирующего элемента, датчик контроля состояния транзисторов регулирующего элемента с трансформатором и органом управления, вспомогательный источник питания (3).

Недостатком данного устройства является низкая надежность защиты по-требителей от перенапряжений при возможном пробое транзисторов регулирующего элемента в момент пуска стабилизатора. Пуск стабилизатора характеризуется повышенной вероятностью выхода из строя транзисторов регулирующего элемента из-за токовых перегрузок, а узел выжигания предохрани" телей в этот момент не работоспособен так как не зарядился конденсатор узла из-за значительной постоянной вре. мени цепи заряда, кроме того, в известном устройстве возможны кратковременные перенапряжения на выходе . при протекании переходных процессов ввиду отсутствия контроля выходного напряжения, а наличие вспомогательного источника питания, трансформатора в цепи управления тиристором, конденсатора большой емкости в узле выжигания предохранителей и зарядной цепочки усложняет схему стабилизатора и увеличивает массу и габариты.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства, улучшение стабильности выходного напряжения и упрощение схемы стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в известный импульсный стабилизатор, содержащий составной регулирующий элемент состоящий из параллельно включенных транзисторов с предохранителями, включенными в один из силовых электродов каждого из транзисторов, LCD-фильтр, орган управления, выходом подключенный к управляющему входу составного регулирующего элемента узел выжигания предохранителей, включающий в себя тиристор, упомянутый узел выжигания подключен параллельно нагрузке стабилизатора и в этот узел введен диод, включенный последовательно с тиристором, управляющий электрод которого через резистор подключен к коллектору транзистора введенного датчика контроля выходного напряжения, эмиттер этого транзистора соединен через первый стабилитрон с общей положительной шиной стабилизатора, база транзистора подключена к катоду второго стабилитрона, анод которого соединен с отрицательной

25 зо

35 выходной шиной стабилизатора, соединена с входом органа управления и че рез резистор с катодом диода узла выжигания предохранителей, а через параллельную RC-цепь - с общей положительной шиной стабилизатора.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, состоящий из параллельно включенных транзисторов 2-4 с предохранителями 5-7 в эмиттерных цепях, включенных в отрицательную входную шину питания стабилизатора, узел 8 выжигания предохранителей, образованный последовательно соединенными тиристором 9 и диодом 10, подключенный параллельно нагрузке стабилизатора. Коллектор транзистора 11 датчика контроля величины выходного напряжения 12 через резистор

13 соединен с управляющим электродом тиристора 9. Змиттер транзистора 11 подключен через стабилитрон 14 к общей положительной шине стабилизатора.

База транзистора 11 соединена с като дом стабилитрона 15, анод которого подключен к отрицательной выходной шине стабилизатора. Кроме того, база соединена с входом органа управления

16 и через резистор 17 с катодом диода 10. Параллельная RC-цепочка, образованная резистором 18 и конденсатором 19, включена между базой транзистора 11 и общей положительной шиной стабилизатора.

Стабилизатор работает следующим образом.

При появлении перенапряжения на выходе стабилизатора пробивается стабилитрон 15 и разностное напряжение (33ь х 1ст прикладывается к резистору 18. Даже небольшого напряжения на резисторе 18 достаточно для срабатывания органа управления 16, в результате чего запираются транзис торы регулирующего элемента 1. Превышение. напряжения на выходе стабилизатора может являться не только след5О ствием пробоя одного из транзисторов регулирующего элемента 1, но и ре— зультатом протекания переходных процессов пуска стабилизатора, сброса нагрузки и т. и. Запирание транзисторов регулирующего элемента 1 способствует быстрому устранению перенапряжения, что улучшает стабильность выходного напряжения. бсли пеФормула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 678482, кл. G 05 F 1/58, 1979.

2. Иоин В. С. и Лаптев Н. И. Ста билизироаанные транзисторные преобразователи. M., "Энергия", 1972, с. 445-4473. Авторское свидетельство СССР

N 589603, кл. G 05 F 1/58, 1978.

5 9359 ренапряжение на выходе стабилизатора после запирания транзисторов регулирующего элемента 1 не устрамилось, то это свидетельство о пробое одного из транзисторов. При этом растет напряжение на выходе стабилизатора и на резисторе 18, при достижении этим напряжением напряжения пробоя стабилитрона 14 отпирается транзистор 11, включающий тиристор 9. Тиристор 9 10 открывается шунтируя при этом нагрузку стабилизатора малым внутренним сопротивлением, что приводит к формированному выжиганию предохранителя в цепи короткозамкнутого транзистора. t5

Такое включение узла выжигания предохранителей отличается высокой надежностью действия во всех режимах работы стабилизатора, в том числе и при пуске стабилизатора. 20

После выжигания предохранителя выходной ток замыкается в контуре, содержащем дроссель фильтра 20, обратный диод 21, диод 10, тиристор 9 и протекает некоторое время, пока П не спадет до нуля. Тиристор 9 при этом выключается. Такое выключение тиристора 9, а не принудительное возможно благодаря работе органа управления 16, обеспечивающего закрытое состояние транзисторов регулирующего элемента 1 при наличии тока в тиристоре 9. Наличие тока в тиристоре 9 фиксируется в риде падения на диоде 10, которое через резистор 17 поступает

3$ на вход органа управления 16 запирающего транзисторы регулирующего элемента 1. После выключения тиристора 9 сигнал со входа органа управления 16 снимается и на базы транзистароа регулирующего элемента 1 начинают поступать импульсы управления, в результате .чего автоматически восстанавливается нормальная работа ста- " билизатора после выжигания предохранителя. Для надежного выключения тиристора 9 орган управления 16 обеспечивает выдачу импульсов управления с некоторой задержкой, определяемой конденсатором 19.

Использование данного устройства

50 позволяет улучшить стабильность выходного напряжения за счет снижения перенапряжения, обеспечивающего совместной работой датчика контроля выходного напряжения и органа .управле-.

55 ния, кроме того, исключение конденсатора большой емкости, зарядной цепочки и трансформатора в цепи управпения тиристором, дополнительного источника питания позволяет упростить узел выжигания предохранителей и уменьшить вес и габариты устройства, а подключение узла выжигания предохранителей параллельно нагрузке стабилизатора повышает надежность работы схемы.

Импульсный стабилизатор постоянно. го напряжения, содержащий составной регулирующий элемент, состоящий из параллельно включенных транзистороа с предохранителями; включенными в, один из силовых электродов каждого из транзисторов, LCD-фильтр, орган управления, выходом подключенный к управляющему входу составного регулирующего элемента, узел выжигания предохранителей, включающий в себя тиристор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, улучшения стабильности выходного напряжения и упрощения схемы стабилизатора, в узел выжигания предохранителей, подключенный параллельно нагрузке стабилизатора, введен диод, включенный последовательно с тиристором, управляющий электрод которого через резистор подключен к коллектору транзис. тора авеценного датчика контроля выходного напряжения, эмиттер этого транзистора соединен через первый стабилитрон с общей положительной ши" ной стабилизатора, база транзистора подключена к катоду второго стабилитройа, анод которого соединен с отрицательной выходной виной стабилизатора, соединена с входом органа управления и через резистор с катодом диода узла выжигания предохранителей, а через параллельную RC-цепь с общей положительной шиной стабилизатора.. -

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобре1ений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4211/51

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

Составитель О. Иещерякова

Редактор К. Волощук. Техред З.Палий Корректор А. Гриценко