Вторичный источник питания постоянного тока

 

ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий стабилизатор напряжения и блок защиты от перенапряжений , стабилизатор состоит из регулирующего элемента, выполнен ного в виде двух и более параллельных транзисторов с предохранителями в цепях эмиттеров и датчика TOKaj включенных последовательно в силовую шину, узла управления с токовой защитой , выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, а один из входов - к входу блока защиты от перенапряжений, подключенного параллельно выходным выводам стабилизатора и состоящего из исполнительного элемейта, выполненного на тиристоре, резистивном датчике напряжения и конденсаторе,.и измерительного элемента, выход которого подключен к управляющей цепи тиристора , а вход к выходным выводам ст абилизатора , отличающийся. тем, что, с целью повьшения надежности в работе вторичного источника питания , в блок защиты введены диод и резистор, а упомянутьй резистивный датчик напряжения включен междукатодом тиристора , анод которого подключен к силовому выходному выводу стабилизатора, и общей шиной источника питания,причем общая точка соединения катода тиристора и одного из выводов резистивного:датчика напряжения черезупомянутые последовательнп соединенные диод и резистор подключена к другому входу узла управСО ления и к одному из выводов указанного конденсатора, второй вывод кото рого соединен с общей шиной. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ

31511 G 05 F 1 58

il

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 j

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3531923/24- 07 (22) 06.01.83 (46) 23.12.84. Бюл.Ф 47 (72) В. Ф. Гладышев (53) 621. 316. 722. 1 (088. 8) (56) 1.Электронная техника в автоматике. Сб. статей. Под ред. 1О.И.Конева, M. "P адис и связ ь", 19 81, с. 127-1 32, 2.Мкртчян Ж.А. Электропитание электронно-вычислительных машин. M., "Энергия", 1980,с. 69-70.

З.Авторское свидетельство СССР

Ф 744518, кл;6 05 F 1/58, 1980. (54)(57) ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий стабилизатор напряжения и блок защиты от перенапряжений, стабилизатор состоит из регулирующего элемента выполнен-..

) ного в виде двух и более параллельных транзисторов с предохранителями в цепях эмиттеров и датчика тока> включенных последовательно в силовую шину, узла управления с токовой защитой, выход которого подключен к управ: ляющему входу регулирующего элемента, а один из входов — к входу блока,.SV„„1130848 А защиты от перенапряжений, подключенного параллельно выходным выводам стабилизатора и состоящего из исполнительного элемента, выполненного на тиристоре, резистивном датчике напряжения и конденсаторе, и измерительного элемента, выход которого подключен к управляющей цепи тиристора, а вход — к выходным выводам стабилизатора, отличающийся . тем, что, с целью повышения надежности в работе вторичного источника питания, в блок защиты введены диод и резистор, а упомянутый резистивный датчик напряжения включен между катодом тиристора анод которого под- O

S е ключен к силовому выходному выводу стабилизатора, и общей шиной источни. ка питания, причем общая точка соединения катода тиристора и одного из Чм выводов резистивного:датчика напряжения через упомянутые последовательно соединенные диод и резистор под- (ива ключена к другому входу узла управ- Nanak ления и к одному из выводов указан- фф ного конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной. 00

3 зо

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания постоянного тока, и может быть использовано в устройствах автоматики, средств связи и вычислительной техники.

Известны вторичные источники питания, содержащие стабилизатор напряжения, состоящий из последовательного регулирующего элемента на транзисто ре, датчика тока, включенных в одну из силовых шин источника питания, узла управления и токовой защиты, входом подключенного к. выходным выводам стабилизатора, а выходом — к управляющему входу регулирующего элемента, блок защиты от перенапряжений состоит из исполнительного и измерительного органов, причем исполнительный орган выполнен на транзисторе и включен переходом коллекторэмиттер между положительным выводом стабилизатора и одним из выводов нагрузки, а измерительный орган входом подключен параллельно выходу стабилизатора, а выходом — к управляющему входу исполнительного органа jl) .

Недостатком таких вторичных источников питания постоянного тока являет ся то, что они не обеспечивают непреЗО рывность работы при выходе из строя транзистора регулирующего элемента стабилизатора, так как исполнительный орган блока защиты от перенапряжений закрывается и питание нагрузки прекращается, Кроме того на исполни- 5 тельном органе дополнительно рассеивается мощность в нормальном режиме, что уменьшает КПД источника питания.

Известны также вторичные источники питания постоянного тока, содержащие стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим элементом, блок защиты от перенапряжений, исполнительный орган которого выполнен на тиристоре и подключен парал»

45 лельно выходу стабилизатора (2).

КПД таких источников питания боль ше чем рассмотренных> но они тоже

1 не обеспечивают непрерывность питания нагрузки так как после включения

1 тиристора выгорает предохранитель установленный последовательно с регулирующим элементом стабилизатора, и питание нагрузки прекращается.

Наиболее близким к предлагаемому 5 изобретению является вторичный источник питания постоянного тока, содержащий стабилизатор напряжения, парал.

848 2 лельно выходу которого включен блок защиты от перенапряжений, прн этом стабилизатор состоит из регулирующего элемента, включенного в положитель. ную шину источника питания узла

У управления> входом подключенного к выходным выводам стабилизатора, а выходом — к управляющему входу регулирующего элемента, выполненного в виде нескольких параллельно соединенных транзисторов с предохранителями в цепях эмиттеров, а блок защиты от перенапряжений состоит из измерительного и исполнительного элементов, причем исполнительный элемент подключен параллельно выходу стабилизатора и выполнен на тиристоре, в анодную цепь которого включен балластный резистор, зашунтиррванный конденсатороми реле, нормально замкнутые контакты которого включены между анодной цепью тиристора и положительным выводом стабилизатора.

Известный вторичный источник обеспечивает непрерывность питания нагрузки после исчезновения перенапряжения, например, в случае выхода из строя одного из транзисторов регулирующего элемента (3).

Однако наличие электромагнитного реле, обладающего низкой эксплуатационной надежностью, снижает надеж". ность не только блока защиты, но и всего источника питания в целом.

Цель изобретения — повышение надежности в работе вторичного источника постоянного тока путем исключения электромеханических узлов.

Поставленная цель достигается тем, что во вторичном источнике питания постоянного тока, содержащем стабилизатор напряжения и блок защиты от перенапряжений, стабилизатор состоит из регулирующего элемента, выполненного в виде двух и более параллельных транзисторов с предохранителями в цепях эмиттеров и датчика токар включенных последовательно в силовую шину узла управления с токовой защитой выход которого подключен к управляющему входу регулирующего эле. мента а один из входов — к входу

1 блока защиты от перенапряжений1 подключенного параллельно выходным выводам стабилизатора и состоящего из исполнительного элемента, выполненного на тиристоре, резистивном датчике напряжения и конденсаторе, и измерительного элемента, выход кото3 I рого подключен к управляющей цепи тиристора, я вход — к выходным выводам стабилизатора, в блок защиты введены диод и резистор, а упомянутый резистивный датчик няпряженйя включен между катодом тиристора, анод которого подключен к силовому выходному выводу стабилизатора, и общей шиной источника питания, причем общая точка соединения катода тиристора и одного из выводов резистивного датчика напряжения через упомянутые последовательно соединенные диод и резистор подключена к другому входу узла управления и к одному из выводов указанного конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной.

На чертеже изображена схема предлагаемого источника питания.

Источник питания содержит стабили. затор 1, блок 2 защиты от перенапряжений и нагрузку З,которые включены последовательно. Стабилизатор 1 состоит из последовательно включенных в положительную шину источника питания регулирующего элемента 4 и датчика 5 тока, узла 6 управления и токовой защиты. Регулирующий элемент 4 выполнен на двух параллельно соединен ных транзисторах 7.1 и 7.2, в эмиттер— ные цепи которых включены предохранители 8.1, 8.2, а в базовые — развязывающие диоды 9.1 и 9.2.

Стабилизатор 1 имеет два выхода, один из которых — основной U> а другой — дополнительный Ug> . Общая точка соединения коллекторных цепей транзисторов 7 подключена к положительному входному выводу основного входа U „, а общая точка соединения

631 эмиттерных цепей — к отрицательному входному выводу дополнительного входа 0 „и к одному из выводов датчика иг

5 тока. Базовые цепи транзисторов 7 объединены и подключены к выходу узла 6 управления и токовой защиты.

Узел 6 управления и токовой защиты .выполнен на интегральной микросхеме

10, серии 142EHl, выходном делителе

11, делителе токовой защиты-на резисторах 12 и 13, а также конденсато. рах 14 и 15, которые являются дополнительными элементами для микросхемы

10 и обеспечивают ее нормальное функционирование. Устройство содержит также конденсатор 16.

Блок 2для защитыот перенапряжений содержит измерительный элемент 17 и исполнительный элемент, выполнен!

0848

35

55 ныи на тиристоре 18 и подключенный анодом к другому выводу датчика 5 тока и одному из выводов нагрузки 3, а катодом - через резистивный датчик

19 напряжения к общей точке соединения отрицательного входного вывода основного входа Uzz стабилизатора 1, другого вывода нагрузки 3 и общего отрицательного вывода 20 микросхемы 10 узла 6 управления. Вход измерительного элемента 17 подключен к выводам нагрузки 3, а выход — к управляющей цепи тиристора 18. Вывод

2! микросхемы 10, который является входом цели выключения микросхемы

10, внешним сигналом соединен через конденсатор 22 с отрицательной шиной источника питания и через ограничивающий резистор 23 и переход катоданод диода 24 — с катодом тиристора

18.

Вторичный источник питания работает следующим образом.

При нормальном режиме работы стабилизатор 1 напряжения поддерживает на нагрузке 3 стабилизированное напря. жение в зядянных пределах, при этом на выходе измерительного элемента

17 сигнал отсутствует При выходе из строя транзистора 7.1 регулирующего элемента 4, например в случае короткого замыкания переходов коллекторэмиттер или коллектор-база, выходное напряжение стабилизатора возрастает скачком в то же время на,нагрузке 3 в результате его емкостного характера1 оно нарастает плавно. При превышении порога срабатывания блока 2 защиты на выходе измерительчого эл-ментя 17 появляется сигнал, который включает тиристор !8, шунтирующий нагрузку 3.Включение тиристора 18 приводит к тому,что ток, протекающий через регулирующий элемент 4 и датчик тока, резко .увеличивается, что приводит к срабатыванию токовой защиты узла 6 управления, которая огра. ничивает ток через транзистор 7.2 регулирующего элемента 4. Наличие в

Ф катодной цепи тиристора 18 резистивного датчика 19 напряжения, величина которого выбирается не более величины сопротивления датчика 5 тока и составляет десятые доли Ом, приводит к тому, что с него снимается сигнал и через диод 24, ограничивающий резистор 23, подается плюсом на вывод

20 микросхемы 10 узла 6 управления, что приводит к выключению микросхемы

0848

Э 11З

l0 и запиранию транзистора 7.2 ре улирующего элемента 4 стабилизатора

Закрытие исправного транзистора 7.2 регулирующего элемента 4 (сначала из-за срабатывания токовой защиты, а затем из-за выключения микросхемы 10 с помощью сигнала с датчика 19 напря. женин) приводит к тому, что весь ток короткого замыкания проходит через выщеддшйй из строя транзистор ?.1> предохранитель 8.1, датчик 5 тока, тиристор 18, датчик 19 напряжения, при этом предохранитель 8.1 выгорает и тиристор 18 выключается, так как ток чеРез него спадает до нуля. Конденсатор 22, установленный параллель. но входу цепи выключения микросхемы

10 внешним сигналом, предназначен для осуществления задержки сигнала, псдаваемого с датчика l9, а также для поддержания микросхемы 10 в выключенном состоянии после перегорания предохранителя 8.1 в цепи неисправного транзистора 7.1 для осуществления надежного отключения тиристора 1 8.

После выключения. тиристора 18 и снятия напряжения с вывода 21 стабилизатор I снова включается, обеспечи- вая нормальное питание нагрузки 3.

Перенапряжения, возникающие в цепи питания нагрузки 3 при ее сбросе от максимального значения до минимального, также приводят к включению блока

2 защиты. При этом происходит одновре18 менное эанирание транзисторов регули-. рующего элемента 4, что приводит к снижению выходного напряжения стабилизатора 1 до безопасного значения.

После исчезновения перенапряжений

15 стабилизатор l включается вновь, обеспечивая нормальное питание нагрузки.

Таким образом, предлагаемый вторичный элемент позволяет обеспечить

20 повторное автоматическое включение источника питания после исчезновения перенапряжений, так как обеспечи вает непрерывность питания нагрузки, без применения электромагнитных

25 устройств, обладающих пониженной эксплуатационной надежностью.

RBBIBH 9аиар 9609/За тираж 8а Бодиисноа

Филиал ИПЙ "Иателт", r. Ужгород,ул.Проектная, 4