Источник питания с защитой от перегрузки

 

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин последовательно с датчиком тока, защитный транзистор, эмиттер которого соединен с выходной клеммой, коллектор - с управляющим входом регулирующего элемента, а база - с первым выводом первого резистора , пороговой элемент, входы которого подключены к датчику тока, ключ, силовой вход которого соединен с первым выводом второго резистора, третий резистор, первый вывод которого соединен с входной клеммой, и диод , отлич ающий ся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения режима кратковременной перегрузки в начальный момент, в него введены дополнительный датчик тока, интегратор и дополнительный пороговый элемент, при этом эмиттер защитного транзистора через дополнительный датчик тока соединен с вторым выводом первого резистора, который через диод соединен с выходом регулирующего элемента и с вторым выводом второго резистора, выход клюi ча соединен с базой защитного транзистора , второй вывод третьего резис (Л тора соединен с управляющим входом регулирующего элемента, управляюС щий вход ключа присоединен к выходу дополнительного порогового элемента , вход которого через интегратор подключен к выходу порогового элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН (19) (11!

Э(51! С 05 Р 1 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3521326/24-07 (22) 13.!2.82 (46) 07.09.84. Бюл. !! - 33 (72).С.А.Косарев, А.A.Васильков и А.Н.дебальчук (53) 621. 316.722. 1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 697987, кл. 05 Р 1/58, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке h - 3315634/24-07, кл. Gj 05 F !/58, 1982, (54)(57) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин последовательно с датчиком тока, защитный транзистор, эмиттер которого соединен с выходной клеммой, коллектор — с управляющим входом регулирующего элемента, а база — с первым выводом первого резистора, пороговый элемент, входы которого подключены к датчику тока, ключ, силовой вход которого соединен с первым выводом второго резистора, третий резистор, первый вывод которого соединен с входной клеммой, и диод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения режима кратковременной перегрузки в начальный момент, в него введены дополнительный датчик тока, интегратор и дополнительный пороговый элемент, при этом эмиттер защитного транзистора через дополнительный датчик тока соединен с вторым выводом первого резистора, который через диод соединен с выходом регулирующего элемента и с вторым выводом второго резистора, выход ключа соединен с базой защитного тран- 3 зистора, второй вывод третьего резистора соединен с управляющим входом регулирующего элемента, управляющий вход ключа присоединен к выходу дополнительного порогового элемента, вход которого через интегратор подключен к выходу порогового элемента.

1! 12354

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи при импульсном характере нагрузки. 5

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин последовательно е датчиком тотока, защитный транзистор, коллектор- !О ная цепь которого соединена с выводом цепи обратной связи, кроме того диод, резистор и конденсатор, который подключен одним выводом к эмиттеру защитного транзистора, другим выводом через резистор — к входному выводу стабилизатора и через диод— к коллекторной цепи защитного тран-. зистора (1).

Это устройство позволяет кратковременно обеспечивать потребителя током, значительно превышающим порог срабатывания защиты, благодаря тому, что ограничение тока происходит с задержкой, определяемой временем разряда конденсатора, и которое выбирается с учетом характера импульсной нагрузки, и должна быть не менее длительности импульса потребляемого тока. Недостатком устройства явля30 ется низкая надежность его работы., так как в случае короткого замыкания ток нагрузки ничем не ограничен до момента включения защиты, что может привести к выходу из строя регулирующий транзистор.

11аиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий транзистор, включенный 4О в одну из силовых шин последовательно с датчиком тока, защитный транзистор, эмиттер которого соединен с выходной клеммой, коллектор с управ ляющим входом регулирующего элемен- 45 та, а база соединена с первым выво. дом первого резистора, пороговый элемент, входы которого подключены к датчику тока, ключ, силовой вход. которого соединен с первым выводом второго резистора, третий резистор, первый вывод которого соединен с входной клеммой, и диод 12) .

Недостатком известного устройства является высокая надежность его работы вследствие того, что в начальный момент короткого замыКания выхода устройства через регулирующий элемент протекает кратковременно значительный ток, ограниченный только внутренним сопротивлением этого элемента (регулирующий элемент находится в открытом состоянии) в течение времени разряда конденсатора, который вместе с резистором и диодом образует цепь задержки срабатывания защитного устройства, необходимую для переключения порогов срабатывания защиты при следовании импульса нагрузки. Кратковременное протекание практически не ограниченных импульсов тока может привести к выходу из строя защитного транзистора, что и определяет недостаточно высокую надежносч ь его работы.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства путем исключения режима кратковременной перегрузки в начальный момент.

Поставленная цель достигается тем, что в источник питания с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин поспедовательно с датчиком тока, защитный транзистор

Р эмиттер которого соединен с выходной силовой клеммой устройства, коллектор — с управляющим входом регулирующего элемента, а база — с первым выводом первого резистора, пороговый элемент, входы которого подключены к датчику тока, ключ, силовой вход которого соединен с первым выводом второго резистора, третий резистор, первый вывод которого соединен с входной силовой клеммой, и диод, введены дополнительный датчик тока, интегратор и дополнительный пороговый элемент, при этом эмиттер защитного транзистора через дополнительный датчик тока соединен с вторым выводом первого резистора, который через диод соединен с выходом регулирующего элемента и с вторым выводом второго резистора, выход ключа соединен с базой защитного транзис- . тора, второй вывод третьего резистора соединен с управляющим входом регулирующего элемента, управляющий вход ключа присоединен к выходу дополнительного порогового элемента, вход которого через интегратор подключен к выходу порогового элемента.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит регулирующий элемент 1, включенный последователь- .

1112354 но с датчиком 2 тока, параллельно которому подключены последовательно соединенные дополнительный датчик 3 тока и диод 4. Датчик 3 тока через первый резистор 5 соединен с базой защитного транзистора 6, и через ключ 7 и второй резистор 8 с выходом регулирующего элемента l эмиттер защитного транзистора 6 соединен с выходной силовой клеммой устройства, 10 а коллектор — с управляющим входом регулирующего элемента 1 и через тре. тий резистор 9 — с входной силовой клеммой. Параллельно первому датчику 2 тока подключены входы порогового элемента 10, выход которого через интегратор 11 и дополнительный пороговый элемент 12 соединен с управляющим входом ключа 7.

40.20

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регулирующий элемент 1 открыт ыапряжеыием, поступающим на управляющий вход через резистор 9 от источника входного напряжения. Ключ 7 и защитный транзистор 6 закрыты. При небольшом токе в паузе между импульсами нагрузки падение напряжения на датчике 2 тока небольшое, и так как диод 4

30 при этом закрыт, через датчик 3 тока ток не протекает. При импульсном увеличении тока нагрузки увеличивается падение напряжения ыа датчике 2 тока, диод 4 открывается и часть выходного тока начинает проте. кать через датчик 3 тока. Если при этом ток нагрузки превышает некоторый заранее установленный предел (определяется сопротивлением датчика .3 тока), то защитный транзистор 6 открывается напряжеыием, поступающим на его базу через резистор 5 с датчика 3 тока и своей коллекторной цепью шуытирует управляющий вход 45 регулирующего элемента, чем достигается ограничение выходного тока.

Одновременно с этим, с увеличением напряжения на датчике 2 тока, сраба тывает пороговый элемент 10 и начи- 50 нает увеличиваться напряжение на выходе интегратора 11, и, через некоторое время, определяемое постоянной времени интегратора, сработает пороговый элемент 12, напряжение с 55 выхода которого откроет ключ 7, и на базу защитного транзистора 6 через резистор 8 поступит ыапряжение с датчика 2 тока, которое боль- ше напряжения, поступающего с датчика 3 тока (ыа величину падения напряжения на диоде 4), поэтому произойдет ограничение выходного тока на новом уровне, значительно меньшем первоначального. Если после этого перегрузка сохраняется, порогoBbIH элемент 10 находится во включенном состоянии и устройство находится в состоянии ограничения выходного тока на меньшем пороге. Если ток ыагрузки станет меньше порога-срабатывания порогового элемента 10, он выключится, напряжение на выходе интегратора ll начнет уменьшаться, и через некоторое время выключится пороговый элемент 12, напряжение с выхода которого закроет ключ 7, после чего на базу защитного транзистора 6 будет поступать управляющее напряжение с датчика 3 тока, и, таким образом, установится больший порог срабатывания. Выбором величин сопротивлений датчиков 2 и 3 тока могут быть установлены любые меньший и больший пороги срабатывания защиты. Таким образом, при работе

ыа импульсную нагрузку порог срабатывания защиты больше тока потребления нагрузки в импульсе, и срабатывания защиты не происходит. Если ток в импульсе превысит этот порог, то произойдет ограниыеыие выходного тока на этом пороге. Кроме того, если длительность импульса превышает некоторое заранее установленное время (определяется постоянной времени интегратора 11), то, по истечении этого времени, будет включен второй, существеыно меньший порог срабатывания защиты. Если к этому моменту импульс не кончился (например, произошло короткое замыкание нагрузки), то произойдет ограничение выходного тока ыа этом пороге, который выбирается несколько большим тока потребления нагрузки в паузе. Для нормальной работы необходимо, чтобы порог срабатывания порогового элемента был больше тока потребления нагрузки в паузе, но меньше меньшего порога срабатывания защиты.

Таким образом, предлагаемый источник питания с защитой от перегрузки может быть использован для питания импульсных нагрузок. При этом он обеспечивает два порога I ° » °

° \ (Составитель Е.Калинкин

Техред А.Ач Корректор В. Синицкая

Редактор Е.Папп

Заказ 6458/33 . Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москвва, 3-35, Раушская иаб., д. 4/5

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

5 112354 6 срабатывания защиты: меньший при дли- срабатывания защиты, чем устраняеттельных перегрузках и больший для ся возможность выхода из строя рекратковременных перегрузок и, в от гулирующего элемента. Кроме того, личие от известного стабилизатора за счет уменьшения падения напряжепостоянного напряжения с защитой 5 ния на датчике тока при импульсах от перегрузки, обладает более выс< нагрузки, появляет ся в оз можно ст ь кой надежностью работы,так как при уменьшения входного напряжения усткоротком замыкании отсутствуют брос- ройства, что повышает надежность его кн тока больше установленного порога работы и КПД.