Источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, вычислительной техники, средств связи. Цель - расширение функциональных возможностей. Источник питания содержит силовой трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, имеющей выводы 3 подключения к сети, и вторичной обмоткой 4, канал 5 преобразования , включающий в себя выпрямитель 6, сглаживающий фильтр 7 и стабилизатор 8, в состав которого входят регулирующий элемент 9 и п составных транзисторов, датчик 10 токовой перегрузки, усилитель 11 обратной связи, согласующий транзистор 12. транзистор 13 защиты, смещающий усилитель 14 напряжения, цепочка 15 из п-2 диодов . В источник введены транзистор 16 управления и исполнительный двухполюсник 17. При перегрузке или коротком замыкании стабилизатор 8 переходит в режим токоограничения, а транзистор 16 управления отпирается и обеспечивает включение исполнительного двухполюсника. Применение транзистора управления позволяет использовать в качестве исполнительного двухполюсника различные устройства, обеспечивающие блокировку источника питания , сигнализацию, защиту нагрузки от перекоса выходных напряжений при многоканальном исполнении источника. 4 з.п.флы, 1 ил. Ч-1 Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51)5 G 05 F 1/569

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744515/07 (22) 29.09,89 (46) 30.03,92. Бюл. М 12 (71) Киевский научно-исследовательский. институт радиоизмерительной.аппаратуры (72) Г.А.Нестеренко, Е.С.Кагановский и

В.К.Цырульников (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1023307, кл. G 05 F 1/56, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N- 1164682, кл. G 05 F 1/569, 1983. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, вычислительной техники, средств связи. Цель — расширение функциональных возможностей.

Источник питания содержит силовой трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, имеющей выводы 3 подключения к сети, и вторичной обмоткой 4, канал 5 преобразоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, вычислительной техники, средств связи и т.д.

Известны источники питания на основе стабилизаторов напряжения компенсационного типа, содержащее последовательный регулирующий элемент, выполненный . по схеме составного транзистора, усилитель цепи обратной связи и устройство токовой защиты.

Недостатком таких источников питания является ограниченная область их применения вследствие того, что используемые в вания, включающий в себя выпрямитель 6, сглаживающий фильтр 7 и стабилизатор 8, в состав которого входят регулирующий элемент 9 и и составных транзисторов, датчик

10 токовой перегрузки, усилитель 11 обратной связи, согласующий транзистор 12, транзистор 13 защиты, смещающий усилитель 14 напряжения, цепочка 15 иэ и — 2 диодов. В источник введены транзистор 16 управления и исполнительный двухполюсник 17. При перегрузке или коротком замыкании стабилизатор 8 переходит в режим токоограничения, а транзистор 16 управления отпирается и обеспечивает включение исполнительного двухполюсника. Применение транзистора управления позволяет использовать в качестве исполнительного двухполюсника различные устройства, обеспечивающие блокировку источника питания, сигнализацию, защиту нагрузки от перекоса выходных напряжений при многоканальном исполнении источника. 4 з.п.флы, 1 ил. стабилизаторах устройства защиты выполняют только одну функцию — защиту от перегрузок по току.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора на и-транзисторах и соединенный коллектором с входной.питающей клеммой, эмиттером через резистивный датчик тока — с выходной клеммой, эмиттером транзистора защиты и одним из выводов делителя выходного напряжения. другой вывод которого подключен к общей

1723566

30

50

55 шине, согласующий транзистор, эмиттером соединенный с управляющим входом регулирующего элемента и анодом цепочки иэ и-1 последовательно соединенных диодов, коллектором — с выводом для подключения источника подпитки, а базой — с коллектором транзистора защиты, усилитель цепи обратной связи с источником опорного напряжения, соединенный относительно общей шины питающим выводом с выводом для подключения источника подпитки, выходным выводом — с базой согласующего транзистора, а входным выводом — со средним выводом делителя выходного напряжения, и смешающий делитель напряжения, первое плечо которого включено между катодом цепочки из п — 1 последовательно соединенных диодов и базой транзистора защиты, а второе подключено к общей шине.

Данный стабилизатор имеет существенные недостатки из-за низких функциональных возможностей узла защиты в условиях неисправности, так как отсутствует индикация срабатывания защиты, что является необходимым условием при наладочно-ремонтных работах источников питания со значительным количеством стабилизаторов напряжения, а также при изготовлении автономных источников питания; и кроме того, отсутствует функция отключения стабилизаторов напряжения, либо всего источника питания, при неисправности на выходе одного из каналов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что в известный источник питания, содержащий силовой трансформатор, первичной обмоткой подключенный к выводам для подключения источника переменного тока, а вторичной обмоткой к каналу преобразования переменного напряжения, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя, сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения с защитой, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего и-управляющих р-и переходов, соединенный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходному вывоДу, согласующий транзистор, . коллектором соединенный с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером — с управляющим входом регулирующего элемента и через цепочку из последовательно соединенных диодов с первым выводом смещающего делителя напряжения, подключенйого вторым выводом к общей шине, а средней точкой — к базе транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора и выходом усилителя обратной связи, в узел защиты стабилизатора введены транзистор управления, подключенный эмиттером к выходному выводу, а базой — к эмиттеру транзистора защиты. и исполнительный двухполюсник, один вывод которого подсоединен к коллектору транзистора управления, а второй — к выводу для подключения источника подпитки, причем цепочка из последовательно соединенных диодов состоит из и-2 диодов.

Кроме того, с целью обеспечения индикации срабатывания защиты, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенного резистора и светодиода.

А также, с целью расширения области использования, силовой трансформатор выполнен по меньшей мере с двумя вторичными обмотками, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения.

С целью защиты нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, в качестве исполнительноro двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, а фотоприемники оптранов включены между базой согласующего транзистора и общей шиной в каждом канале преобразования.

Кроме того, с целью повышения нэдежности при токовой перегрузке или коротком замыкании на выходе одного из каналов преобразования, в качестве исполнительного двухполюсника использована обмотка реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Введение указанных узлов и их связей с элементами известного устройства обусловило новые свойства — обеспечение индикации срабатывания защиты, а также отключение отдельных стабилизаторов напряжения, или всего источника питания, при перегрузке или коротком замыкании на выходе одного иэ каналов преобразования, в результате чего достигнута поставленная цель.

1723566

Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия"

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема источника питания.

Источник питания содержит силовой трансформатор 1, первичной обмоткой 2 подключенный к выводам 3 для подключения источника переменного тока, а вторичной обмоткой 4 к каналу преобразования переменного напряжения 5, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя 6, сглаживающего фильтра 7 и стабилизатора напряжения с защитой 8, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент 9, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего и-управляющих р-и перехода, соединенный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра 7, эмиттером через реэистивный датчик токовой нагрузки 10— с выходным выводом и одним из выводов усилителя обратной связи 11, другой вывод которого подключен к общей шине питания, согласующий транзистор 12, соединенный коллектором с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером — с управляющим входом регулирующего элемента 9, а базой — с коллектором транзистора защиты

13 и выходом усилителя обратной связи 11, смещающей делитель напряжения 14, одним выводом соединенный с общей шиной, средней точкой — с базой транзистора защиты 13, а вторым выводом — с катодом цепочки из и-2 последовательно соединенных диодов 15, анод которой подключен к эмиттеру согласующего транзистора 12, транзистор управления 16, соединенный эмиттером с выходным выводом, базой — с эмиттером транзистора защиты 13, а коллектором с исполнительным двухполюсником 17, второй вывод которого подключен к клемме для подсоединения источника подпитки, При этом усилитель обратной связи 11 может быть реализован, например, по известной схеме, а исполнительный двухполюсник 17 может состоять из цепочки последовательно включенных резистора и светодиода

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход стабилизатора и включении подпитки открываются транзисторы 9 и 12, и на выходе стабилизатора 8 появляется напряжение, величина которого стабилизируется на заданном уровне за счет цепи отрицательной обратной связи, образованной усилителем

11.

15

40

Напряжение на переходе база-эмиттер транзистора 13 составляе-:

V13 = V10+ Ч(бэ)9 — V15 — V14 — V16, где V10 — падение напряжения на датчике токовой нагрузки 10;, Ч(бэ)9 — падение напряжения между базой и эмиттером регулирующего элемента 9;

V15 — падение напряжения на цепочке

15;

V14 — падение напряжения на верхнем плече делителя 14;

V16 — падение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора управления 16.

Из формулы следует, что напряжение на переходе база-эмиттер транзистора управления 16 компенсирует падение напряжения на одном из переходов база-эмиттер регулирующего элемента 9, поэтому в предлагаемом устройстве по. сравнению с известным в цепочке 15 содержится на один диод меньше.

Так как величина Ч(бэ)9-V15-V16 является постоянной и составляет приблизительно 0,7 В, то при номинальном токе

5 нагрузки подбором величины резистора 10 и делителя напряжения 14 значение напряжения V13 устанавливается в пределах (0,1—

0.3)В, что обеспечивает запертое состояние транзистора защиты 13.

При перегрузке или коротком замыкании на выходе стабилизатора, возрастает ток через резистор 10, что приводит к увеличению напряжения V13, в результате чего транзистор 13 открывается, шунтируя переход база-эмиттер транзисторов 9 и 12, и стабилизатор напряжения переходит в режим токоограничения.

В этом режиме отпирается транзистор управления 16, обеспечивая протекание через светодиод исполнительного двухполюсника 17 тока, достаточного для его свечения.

Тем самым осуществляется сигнализация срабатывания устройства защиты.

Применение транзистора управления

16 обеспечивает возможность использования в качестве исполнительного двухполюсника 17 и других устройств с различным током. потребления.

С целью расширения области использования источника питаНия, силовой трансформатор 1 выполняется по меньшей мере с двумя вторичными обмотками 4, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения 5.

При использовании в качестве двухполюсника 17 цепочки из последовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, и включении фотоприемников оптро17235б6 нов между базой согласующего транзистора

12 и общей шиной в каждом канале преобразования, обеспечивается защита нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, так как при срабатывании защиты от токовой перегрузки в одном из каналов происходит запирание стабилизаторов других каналов, питающих данную нагрузку.

При использовании в качестве двухполюсника 17 обмотки реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора 1, обеспечивается отключение и, при необходимости, блокировка источника питания при токовой перегрузке на выходе одного из каналов преобразования.

Таким образом введение s известный стабилизатор напряжения транзистора управления 16, двухполюсника 17 и их новых связей с элементами известного устройства значительно расширяет функциональные возможности и область применения источника питания.

Формула изобретения

1, Источник питания, содержащий силовой трансформатор, первичной обмоткой подключенный к выводам для подключения источника переменного тока, а вторичной — к каналу преобразования переменного напряжения, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя, сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения с защитой, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего п-управляющих р-п-переходов, и соединенный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходному выводу, согласующий транзистор, коллектором соединенный с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером — с управляющим входом регулирующего элемента и через цепочку иэ последовательно соединенных диодов с первым выводом смещающего делителя напряжения, подключенногQ вторым выводом к общей шине, а средней точкой — к базе

30

40

45 . ротком замыкании на выходе одного из ка50

20 транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора и выходом усилителя обратной связи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в узел защиты стабилизатора введены транзистор управления, подключенный эмиттером к выходному выводу, а базой — к эмиттеру транзистора защиты, и исполнительный двухполюсник, один вывод которого подсоединен к коллектору транзистора управления, а второй — к выводу для подключения источника подпитки, причем цепочка из последовательно соединенных диодов состоит из и — 2 диодов.

2. Источник питания по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения индикации срабатывания защиты, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенного резистора и светодиода.

3; Источник питания по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области использования, силовой трансформатор выполнен по меньшей мере с двумя вторичными обмотками, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения.

4, Источник питания по п.3, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью защиты нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, а фотоприемники оптронов включены между базой согласующего транзистора и общей шиной в каждом канале преобразования.

5. Источник питания по п.3, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности при токовой перегрузке или коналов преобразования, в качестве исполнительного двухполюсника использована обмотка реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора, 17235б6

Составитель-Г.Нестеренко

Техред М,Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор И.Сегляник

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

Заказ 1064 Тиран< Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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