Двухполярный стабилизированный источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения, улучшение качественных и эксплуатационных показателей с одновременным упрощением схемной реализации. В устройстве выключение регулирующих элементов 3, 4 осуществляется тиристорным оптроном (Л со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3 А1 (51) 4 G 05 F 1/569,лд,ъ г,; i (..

f с

), .й Р1

%k .г

-5," У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3869874/24-07 (22) 07.01.85 (46) 30.08.87, Бюл, ¹- 32 (71) Калужский филиал МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) В,И.Анисимов и А.И.Жунь (53) 621.316.722.1 (088.8)

1 (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1056163, кл. С 05 F 1/585, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 10864 17, кл. G 05 F 1/573, 1984. (54) ДВУХПОЛЯРНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — расширение области применения, улучшение качественных и эксплуатационных показателей с одновременным упрощением схемной реализации. В устройстве выключение регулирующих элементов 3, 4 осуществляется тиристорным оптроном

1334123

41, который управляется узлами защи- срабатывания защиты обеспечивается ты 30, 31, 32, 33 через резисторно- узлом индикации на основе операциондиодные цепочки 34, 39. Индикация ного усилителя 42. 1 s.ï. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках электропитания ра/ диоэлектронных устройств.

Цель изобретения — расширение об5 ласти применения и упрощение защиты от перегрузки по току без ухудшения качества стабилизации напряжения, а также улучшение эксплуатационных характеристик источника питания.

На чертеже изображена схема двухполярного стабилизированного источника питания.

Устройство содержит два стабилизатора 1 и 2 постоянного напряжения различной полярности, каждый из которых состоит из составного транзисторного регулирующего элемента 3(4), последовательно включенного в силовую ши— ну источника питания, проходной транзистор 5(6) которого подключен эмиттером к входному выводу, а управляющий транзистор 7(8) транзисторного 25 регулирующего элемента 3(4) подключен к выходу согласующего усилителя на резисторах 9(1-0) и транзисторах

11(12), эмиттер которого подключен к общей шине, а база через ограничительные резисторы 13(14) и 15(16) к выходу операционного усилителя 17(18) измерительно-усилительного узла 19(20), инвертирующий вход усилителя 17(18) через резисторный делитель 2 1(22) и

23(24) подключен к выходной шине стабилизированного источника питания, причем средняя точка указанного резисторного делителя через резистор 25(26) .соединена с выходом 4О источника опорного напряжения 27(28), состоящего из последовательно включенных стабилитрона и токостабилизирующего двухполюсника на полевом транзисторе и через замыкающие кон- 4, такты кнопки 29, база и эмиттер проходного транзистора 5(6) соединены с входом узла защиты по току, состояще2 го из потенциометра 30(31) регулировки тока защиты, средний вывод которого подключен к базе транзистора 32 (33) защиты, его эмиттер к входной силовой шине источника, коллектор через резисторный делитель 34(35) и

36(37) соединен с катодом (анодом) полупроводникового диода 38(39), выводом конденсатора 40 и анодом (катодом) светодиода оптрона 41, а фототиристор оптрона 41 подключен анодом к средней точке ограничительных резисторов 13 и 15 и катодом к средней точке ограничительных резисторов

14 и 16. Выход операционного усили— теля 42 блока индикации аварийных режимов через ограничительный резистор 43 соединен с катодом и анодом светодиодов 44 и 45 индикации знака перегрузки, другие выводы которых подключены к общей шине источника, и через резистор 46 с неинвертирующим входом операционного усилителя 42, выводом конденсатора 47, другой вывод которого подключен к общей шине, а инвертирующий вход усилителя 42 соединен через резистор 48 с выходом усилителя 42 и коллектором транзистора 49 блока индикации аварийных режимов, эмиттер которого подключен к общей шине, а база через резистор 50 к выходу операционного усилителя 18, кроме того, неинвертирующий выход операционного усилителя 42 через резистор 51 подключен к средней точке резисторного делителя 34, 36 и крайнему выводу переменного резистора 52 баланса токов, а через резистор 53, к средней точке резисторного делителя 35, 37.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания, когда ток нагрузки не превышает установленной величины, транзисторы защиты 32 и 33 закрыты, через светодиод

13341 оптрона 41 ток не протекает, его фототиристор закрыт, на выходе стабилизатора устанавливается требуемое двухполярное стабилизированное на5 пряжение. При увеличении тока нагрузки в каком-либо плече (например, в верхнем по чертежу) увеличивается ток базы проходного транзистора 5, что ведет к увеличению коллекторного тока защитного транзистора 32, который протекает по цепи: общая шинадиод 39, светодиод оптрона 4 1, резисторы 34, 36, коллектор — эмиттер транзистора 32, входная силовая шина.

Протекающий через светодиод оптрона 4 1 ток создает падение напряжения в точках соединения резисторов

35, 37 и 34, 36, которое суммируется на резисторах 51 и 53, и заряжает 20 конденсатор 47, который подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 42, и на выходе которого находится напряжение, близкое к нулю, так как он охвачен глубокой 25 отрицательной обратной связью (сопротивление резистора 48 на два †т порядка меньше, чем величина сопротивления резистора 46, а транзистор

49 в этот момент времени закрыт), ток З0 через светодиоды 44 или 45 не протекает, При дальнейшем увеличении тока нагрузки ток, протекающий через светодиод оптрона 4 1, также увеличивается и при достижении определенного уровня открывается фототиристор оптрона и шунтирует базы транзисторов 17 и 72.

Стабилизатор выключается, напряжения 40 на его выходах становятся равными нулю, а на выходах усилителей 17 и 18 появляются высокие уровни положительного и отрицательного напряжений соответственно, что оставляет фототи- 45 ристор оптрона 4 1 во включенном состоянии и открывает транзистор 49.Цепь отрицательной обратной связи обрывается (резистор 48 и инвертирующий вход усилителя 42 подключается к общей шине), усилитель 42 охватывается положительной обратной связью через резистор 46, и на выходе устанавливается высокий уровень напряжения, знак которого соответствует знаку напряжения на накопительном конденсаторе 47, Загорается светодиод 45 или

44, указывающий в каком плече стабилизатора произошла перегрузка. Ток

23 через светодиод оптрона 41 прекращается.

Для включения стабилизатора нажимается кнопка 29 ° При этом на выходах усилителей 17 и 18 устанавливаются нулевые уровни, ток через фототиристор оптрона 4 1 прекращается и он закрывается. Напряжения на выходах стабилизатора остаются равными нулю.

При размыкании кнопки 29 режимы усилителей 17 и 18 восстанавливаются и на выходах стабилизатора устанавливаются (если перегрузка устранена) стабилизированные разнополярные напряжения. Переменными резисторами 31 и 30 устанавливают требуемые токи защиты в диапазоне от 10 мА до максимального тока нагрузки, причем токи защиты в плечах могут отличаться друг от друга на 2-3 порядка (ориентировочно от 10 мА до 20 А), а ре— зистором 52 устанавливают необходимое соотношение. Подключение фототиристора и кнопки 29 в средние точки реэистивных делителей на входах согласующих транзисторов и усилителей измерительно-усилительного узла позволяет уменьшить число элементов, используемых в устройстве защиты в два раза по сравнению с известными аналогами и увеличить надежность работы устройства защиты, так как исключается возможность отключения устройства защиты при перегрузке стабилизатора, как это происходит в аналогах. Введение блока индикации аварийных режимов работы позволяет определить, в каком плече стабилизатора произошла перегрузка, а это сокращает время, необходимое для обнаружения причины перегрузки и ее устранения. Кроме того, устройство защиты дает возможность регулировать токи срабатывания защиты в широком диапазоне (от 10 мА до 20 — 25 А) беэ изменения номиналов элементов схемы и позволяет полностью выключать стабилизатор напряжения при перегрузке в одном плече, что предохраняет выход из строя элементов нагрузки при их питании двухполярным напряжением.

Такое построение двухполярного стабилизированного источника напряжения со схемой защиты позволяет существенно упростить схемную реализацию устройства индикации аварийных

Составитель В. Баранов

Рецактор М.Товтин Техред N.Дидык Корректор Л Тяско

Заказ 3961/44 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

13341 режимов работы источника и улучшить эксплуатационные характеристики источника питания, так как исполнительный элемент устройства индикации вы5 полнен на одном операционном усилителе и двух светодиодах, которые позволяют определить в какбм плече источника возник аварийный режим, и сохраняет эту информацию до очередного 1О запуска стабилизированного источника, Формула изобретения.1 . Двухполярный стабилизированный источник питания, содержащий два стабилизатора постоянного напряжения различной полярности, каждый иэ которых включает в себя гранзисторный регулирующий элемент и узел защиты по току, включенные последовательно в .силовую шину, измерительно-усилительный узел, делитель напряжения, первый ограничительный резистор и диод, причем вход измерительно-усилительного узла подключен к выходному выводу, а выход узла защиты по току -к первому выводу делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и упрощения защиты от перегрузки по току беэ ухудшения качества стабилизации напряжения, в него введены тиристорный оптрон и перемен— ный резистор, а в каждый из стабилизаторов введены второй ограничительный резистор и согласующий усилитель, причем каждый вывод светодиода тиристорного оптрона через соответствующий диод подключен к Общей шине 40 и к вторым выводам делителей напря23

6 жения, средние выводы которых соединены с выводами переменного резистора, соответствующие выводы фототиристора оптрона через вторые ограничительные резисторы соединены с соответствующими выходами измерительноусилительных узлов, а через первые ограничительные резисторы — с входами согласующих усилителей, выходы которых подключены к входам регулирующих элементов.

2. Источник питания по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик источника питания, в него введен блок индикации аварийных режимов, выполненный на транзисторе, накопительном конденсаторе, шести резисторах, двух светодиодах и операционном усилителе, неинвертирующий вход которого через накопительньп конденсатор соединен с общей шиной источника питания и через первый и второй резисторы-соответственно со средними точками делителей напряжения каждого стабилизатора, а инвертирующий вход усилителя подключен к коллектору транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база через третий резистор подключена к выходу измерительно-усилительного узла второго стабилизатора, причем выход операционного усилителя блока индикации через четвертый и пятый соответственно резисторы соединен с его входами и через шестой резистор с катодом одного и анодом другого светодиодов блока индикации, другие выводы которых подключены к общей шине.