Источник питания постоянного напряжения с защитой от перегрузок по току и короткого замыкания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение надежности. Это достигается тем, что диоды 10, 11 и 12, пороговый узел 13 и дифференциальный усилитель 14 обеспечивают плавный пуск источника при повторной подаче входного напряжения, и большое усиление слабого сигнала, снимаемого с датчика тока 2, позволяет существенно снизить на нем потери. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 05 F 1/573

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

1 (21) 4361946/24-07 (22) 08.01.88 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 (72) А.П. Пономарев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1251046, кл. С 05 F 1/569, 1986.

Авторское свидетельство СССР Ф 800982, кл. G 05 F 1/573, 1981 ° (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК

ПО ТОКУ И КОРОТКОГО ЗМЫКАНИЯ

2 (57) Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в системах питания радиоэлектронной аппаратурь . Цель — повышение надежности. Это достигается тем, что диоды

10, 11 и 12, пороговый узел 13. и дйфференциальный усилитель .14 обеспечивают плавный пуск источника при повторной подаче входного напряжения, и большое усиление слабого сигнала, снимаемого с датчика тока 2, позво- ляет существенно снизить на нем потери. 2 ил.

3 150985

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания, и может быть использовано в системах питания радиоэлектронной аппа5 ратуры.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема источника питания; на 10 фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Источник питания содержит йреобразующий блок 1, датчик 2 тока, включенный последовательно в силовую шину, узел 3 дополнительного питания, релаксационный генератор 4, транзистор 5, конденсатор 6, первый 7, второй 8, третий 9 резисторы, первый 10, второй 11 и третий 12 диоды, порого- 20 вый узел 13 и дифференциальный усилитель 14, входами соединенный с выходами датчика 2 тока, а выходом — с входом порогового узла 13, выход которого соединен через катод-анод пер- 25 вого диода 10 с базой транзистора 5, эмиттер которого через анод-катод второГо. диода 11 соединен с управляющим входом релаксационного генератора 4, выход которого соединен с 30 входом управления преобразующего блока 1, при этом плюсовой выходной вывод узла 3 дополнительного питания соединен через первый резистор 7 с базой и через второй резистор 8 с коллектором транзистора 5, а также через катод-анод третьего диода 12 с первыми выводами конденсатора 6 и третьего резистора 9, вторые выводы которых соединены соответственно с 40 минусовым выходным выводом узла 3 дополнительного питания и катодом первого диода 10, причем выводы питания дифференциального усилителя 14 соединены с выходными выводами дополни- 45 тельного узла 3 питания, минусовой выходной вывод которого соединен также с общей шиной источника питания.

Датчик 2 тока резистивного типа обеспечивает падение напряжения при мак- 50 симальном токе 30-60 мВ и может представлять собой отрезок обыкновенного монтажного провода.

Третий резистор 9 предназначен для ограничения тока разряда конденсатора 6 через выход порогового узла 13 и, чтобы он не влиял на работу остальных частей, его сопротивление выбирается значительно (минимум на по4 4 рядок) меньше сопротивления первого резистора 7.

Дифференциальный усилитель 14 и пороговый узел 13 могут быть выполнены по известным схемам на базе интегральных операционных усилителей, например К 157УД2.

Релаксационный генератор 4 может быть выполнен по известным схемам, например, на базе однопереходного транзистора типа КТ1 17 с времязадающей RC-цепью на входе.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 15 — диаграмма изменения сопротивления нагрузки источника питания; 16 — диаграмма сигнала на выходе релаксационного генератора 4; 17 диаграмма изменения напряжения на конденсаторе 6; 18 — диаграмма сигнала на выходе порогового узла 13; 19 диаграмма изменения выходного тока;

20 — диаграмма изменения выходного напряжения .

При включении источника питания появляется напряжение на. выходных выводах узла 3 дополнительного питания, Так как на выходных выводах источника питания напряжение отсутствует, оно отсутствует и на входах дифференциального усилителя 14 и, следовательно, на его выходе установится напряжение близкое к напряжению пита) ния, что вызовет срабатывание порогового узла 13 — на его выходе логический "0", конденсатор 6 разряжен, транзистор 5 закрыт, релаксационный генератор 4 генерирует импульсЬ| на пониженной частоте (фиг. 2, диаграмма 16), при которой обеспечиваются малые потери и надежная работа преобразующего блока даже при условии короткого замыкания на выходе (фиг.2)

На выходе источника (фиг. 2, диаграмма 20) наблюдается незначительный . рост напряжения, .При,достижении им величины, достаточной для нормаль; ной работы дифференциального усилителя 14 (имеется ввиду, что для нормальной работы дифференциального усилителя необходимо, чтобы величина синфаэного сигнала превышала напряжение отрицательного источника питания на О, 7 - 1,5 В), на его выходе установится напряжение, пропорциональное току нагрузки источника питания, и при условии, что ток нагрузки меньше предельно допустимого,.оно будет меньше напряжения срабатывания поро150

1О

35

40 гового уэла 13, его выход закрыт (фиг, 2, диаграмма 18), начинается заряд конденсатора 6 (фиг.2,диаграмма 17) и плавное открытие транзистора 5, что приводит к плавному росту частоты работы релаксационного генератора 4 (фиг. 2, диаграмма 16) и выходу источника на номинальный режим работы.

При уменьшении сопротивления нагрузки (фиг. 2, диаграмма 15) и пре вышении током нагрузки максимально допустимого значения (фиг. 2, диаг.рамма 19) напряжение на выходе дифференциального усилителя 14 превышает порог срабатывания порогового узла 13, его выход переходит в состояние логического "0" (фиг. 2, диаграмма 18), что приводит к закрытию транзистора 5, началу разряда через третий резистор 9 конденсатора 6 и, следовательно, к снижению частоты работы релаксационного генератора 4, снижению выходного напряжения и тока нагрузки. При снижении тока нагрузки ниже предельного допустимого значе.ния выход порогового узла 13 устанавливается в закрытое состояние (фиг,2, диаграмма 18), транзистор 5 приоткрывается, время до формирования очередного импульса релаксационным генератором 4 сокращается, выходное напряжение немного возрастает и ток наг-„ рузки снова превышает предельно до.пустимое значение. Процесс повторяет-ся — источник питания переходит в режим стабилизации тока нагрузки (фиг. 2, диаграмма 19). При коротком замыкании нагрузки напряжение на выходе источника питания падает до нуля (фиг. 2, диаграммы 15,20), что вызывает установку на выходе дифференциального усилителя 14 напряжения, близкого к напряжению питания, и, следовательно, срабатывание порогово го узла 13 (фиг. 2, диаграмма 18), установке пониженной частоты работы релаксационного генератора 4 (фиг. 2, 9854 6 диаграмма 16) . При пропадании короткого замыкания источник питания плавно выходит на номинальный режим работы, аналогично тому, как это происходит при его пуске, Формул а изобретения

Источник питания постоянного напряжения с защитой от перегрузок по току и короткого замыкания, содержащий преобразующий блок, датчик така, узел дополнительного питания, релаксационный генератор, выходом соединенный с входом управления преобразующего блока, транзистор, конденсатор, первый и второй резисторы, соединенные первыми выводами соответственно с базой и коллектором транзистора, и третий резистор, соединенный первым выводом с первым выводом конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены первый, второй и третий диоды, пороговый. узел и дифференциальный усилитель, входами соединенный с Выводами датчика тока, включенного последовательно в силовую шину, а выходом — с входом пороговоro узла, выход которого соединен с вторым выводом третьего резистора и катодом первого диода, анод которого соединен с базой транзистора, эмиттер которого через анод-катод второго диода соединен с управляющим входом релаксационного генератора, при этом вторые выводы первого и второго резисторов соединены с .плюсовым выходным выводом узла дополнительного питания и с катодом третьего дийда, анод которого соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с минусовым

45 ВыхОдным ВыВОдОм "узла дополнительнО! го питания и общей шиной, причем выводы питания дифференциального усилителя соединены с выходными выводами узла дополнительного питания, 1509854

Редактор А. Шандор

Заказ 5810/44 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Т7

Составитель С. Горбачева

Т ехр ед А. Кравчук Корректор Э. Лончакова