Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с защитой

 

Использование: изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики , вычислительной техники и средств связи. Сущность изобретения: стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с защитой содержит последовательно соединенные выводы для подключения источника питания 5, блок стабилизации 6. двухтактный преобразователь 19. Вход управления исполнительного элемента блока стабилизации соединен с выходом операционного усилителя 2, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения 1, а второй вход соединен с выходом датчика 4 сигнала обратной связи, выполненного в виде переменного резистора. Устройство также содержит двухтактный генератор 10, схемы совпадения 11, 12, соединенные выходами с соответствующими входами управления двухтактного преобразователя. Для уменьшения тока холостого хода и повышения КПД введены транзистор 3, резистор 14 и инвертор 13. Эмиттер транзистора 3 соединен с выходом датчика 4, база транзистора 3 соединена с выходом источника опорного напряжения 1, коллектор транзистора 3 соединен с входом инвертора 13 и через резистор 14 с общим выводом. Выход инвертора 13 соединен с вторыми входами схем совпадения 11, 12. 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 05 F 1/585

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3190415/07 (22) 29.01.88 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Научно-исследовательский институт точных приборов (72) И,Г.Фильцер и Ю.Е.Овчинников (56) Авторское свидетельство СССР

М 993228, кл. G 05 F 1/56. 1980. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ (57) Использование: изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи. Сущность изобретения: стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с. защитой содержит последовательно соединенные выводы для йодключения источника питания 5, блок стабилизации 6, двухтактный преобразователь

„„5U „„1818622 А1

19. Вход управления исполнительного элемента блока стабилизации соединен с выходом операционного усилителя 2, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения 1, а второй вход соединен с выходом датчика 4 сигнала обратной связи, выполненного в виде переменного резистора. Устройство также содержит двухтактный генератор 10, схемы совпадения 11, 12, соединенные выходами с соответствующими входами управления двухтактного преобразователя. Для уменьшения тока холостого хода и повышения

КПД введены транзистор 3, резистор 14 и инвертор 13. Эмиттер транзистора 3 соединен с выходом датчика 4, база транзистора

3 соединена с выходом источника опорного напряжения 1, коллектор транзистора 3 соединен с входом инвертора 13 и через резистор 14 с общим выводом. Выход инвертора

13 соединен с вторыми входами схем совпадения 11, 12. 1 ил.

1818622

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Цель изобретения — уменьшение тока холостого хода и повышение КПД.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, Источник опорного напряжения l соединен с первым входом операционного уси- "0 лителя 2 и с базой транзистора 3 р-п-р-типа.

Эмиттер транзистора 3 соединен с вторым входом операционного усилителя 2 и с выходом датчика 4 сигнала обратной связи.

Выводы для подключения источника пита- 15 ния 5 соединены с силовыми выводами блока стабилизации 6. Выход усилителя 2 подключен к управляющему входу блока 6 стабилизации, а выход последнего соединен с выходом датчика 4 и со средней точкой 20 первичной обмотки силового трансформатора 7. Задающий генератор 8 соединен со счетным входом триггера 9. Задающий генератор 8 и триггер 9 образуют двухтактный генератор 10. Первый выход двухтактного 25 генератора 10 соединен с первым входом первой схемы совпадения 11. Коллектор транзистора 3 подключен к входу инвертора

13 и к резистору 14. Другой вывод резистора

14 соединен с общей шиной. Выход инвер- 30 тора 13 подключен к вторым входам схем совпадения 11 и 12, Выход схемы совпадения 11 подключен к входу первого предоконечно го каскада 15. В ыход последнего соединен с базой транзистора 16. Выход 35 схемы совпадения 12 соединен с входом предоконечного каскада 17. Выход последнего соединен с базой транзистора 18. Силовой трансформатор 7, транзисторы 16, 18 предоконечные каскады 15, 17 образуют си- 40 ловую часть двухтактного преобразователя

19. Первичная обмотка силового трансформатора 7 подключена мехсду коллекторами транзисторов 16 и 18, После появления первичного напряже- 45 ния U x начинает работать блок стабилизации 6, который может быть выполнен как регулятор с широтно-импульсным управлением или же линейный регулятор. Выходное напряжение блока стабилизации поступает 50 на среднюю точку первичной обмотки силового трансформатора 7. Двухтактный генератор 10 совместно со схемами совпадения

11, 12 предоконечными каскадами 15 и 17 формируют две прямоугольные волны на- 55 пряжения, сдвинутые на полпериода, необходимые для возбуждения выходных транзисторов преобразователя 16 и 18. Напряжения О ы л, Ue x.2, Us x.з, являются выходными напряжениями устройства.

Операционный усилитель 2 находится в линейной области и, следовательно, разность напряжений на его входах (дифференциальное напряжение) не превышает одного милливольта. Поэтому транзистор 3 находится в закрытом состоянии. Напряжение на входе инвертора 13 равно нулю, а на его выходе — близко к напряжению питания. Благодаря этому прямоугольные колебания от двухтактного генератора 10 беспрепятственно поступают через схемы совпадения 11, 12 на силовую часть двухтактного преобразователя 19.

В предложенном устройстве, в отличие от известных, вновь введенные элементы, обеспечивающие защиту потребителя от перенапряжения, в нормальном режиме имеют нулевой расход энергии.

Рассмотрим работу устройства в аварийной ситуации. Неисправность в силовой части блока стабилизации 6 или в операционном усилителе 2 может вызвать перенапряжение на входе и выходах устройства.

Это, в свою очередь, приведет к выходу из строя микросхем потребителя. Такого же рода неисправность может быть вызвана в результате воздействия ионизирующих излучений, возникающих в процессе ядерного взрыва, Так, например, известно, что во время воздействия импульсной радиации сопротивление закрытого силового транзистора резко падает вплоть до состояния короткого замыкания. Повышение напряжения на датчике 4 сигнала обратной связи приводит к увеличению напряжения и на его выходе и вызывает открывание трэнзистора 3 по цепи его эмиттера. Далее, напряжение на входе инвертора 13 принимает высокий уровень, а на его выходе низкий уровень. Прохождение сигналов от двухтактного генератора 10 к силовой части двухтактного преобразователя 19 оказывается заблокированным, что приводит к выключению преобразователя и пропаданию выходных напряжений. Такое состояние в устройстве поддерживается до тех пор, пока сохраняется первопричина, вызвавшая срабатывание защиты от превышения. После пропадания перенапряжения на выходе стабилизатора происходит автоматическое самовосстановление выходных напряжений до номинальной величины. При этом, устройство возвращается в первоначальное состояние.

В предложенном устройстве в отличие от известных устройств защиты имеет нулевой расход энергии. Это обьясняется тем, что в обычных условиях транзистор 3 закрыт и находится в области отсечки коллекторного тока. А инвертор 13 (конкретно использу1818622

Составитель И. Головинова

Техред М. Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор С. Кулакова

Заказ 1938 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ется) в статике не потребляет тока по цепи собственного питания. В предложенном устройстве, в отличие от известных, появилась воэможность отказаться от постоянно потребляющих энергию операционных усилителей, делителей напряжения и потенциометров.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с защитой, содержащий последовательно соединенные выводы для подключения источника питания; блок стабилизации, двухтактный преобразователь, выходные выводы, при этом блок стабилизации содержит исполнительный элемент, вход управления которого соединен с выходом операционного усилителя, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход соединен с выходом датчика сигнала обратной связи, выполненного в виде переменного резистора, подключенного входами к выходу блока стабилизации, двухтектный генератор, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами со5 ответствующей схемы совпадения, выходы каждой N3 схем совпадения соединены с соответствующим входом управления соответствующего двухтактного преобразователя, отлич а ющи йс я тем, что, с целью

10 уменьшения тока холостого хода и повышения КПД, введены транзистор р-п-р-типа, резистор и инвертор, при этом эмиттер транзистора р-и-р-типа соединен с выходом датчика сигнала обратной связи, база тран15 эистора р-и-р-типа соединена с выходом источника опорного напряжения, коллектор транзистора р-и-р-типа соединен с входом инвертора и через резистор с общим выводом, при этом выход инвертора сое20 динен с вторыми входами схем совпадения.