Стабилизированный источник питания
Владельцы патента RU 2339149:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" (RU)
Предлагаемое изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры потребителя путем защиты от перенапряжения и нестабилизированного пониженного напряжения питания. Технический результат достигается тем, что питание на задающий генератор преобразователя напряжения подается только при наличии переменного напряжения на дросселе релейного стабилизатора напряжения, которое при отказе элементов схемы релейного стабилизатора напряжения или уменьшении входного напряжения ниже стабилизированного, исчезает, что приводит к отключению задающего генератора и прекращению подачи питания на аппаратуру потребителя. 2 ил.
Изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры.
Задачей изобретения является повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры путем защиты потребителя от перенапряжения и нестабилизированного пониженного напряжения питания.
Известен стабилизированный источник питания (УДК 621.382.024 Головацкий В.А. Транзисторные импульсные усилители и стабилизаторы постоянного напряжения. М., «Сов. радио», 1974, с.152, 153, рис.8.9), содержащий релейный стабилизатор напряжения, состоящий из силового и управляющего транзисторов, объединенные эмиттеры которых подключены к источнику питания, коллектор управляющего транзистора соединен с базой силового транзистора и через резистор подключен к другому полюсу источника питания, база управляющего транзистора через времязадающий конденсатор подключена к коллектору силового транзистора и через резистор подключена к коллектору усилительного транзистора, коллектор силового транзистора через дроссель подключен к конденсатору фильтра релейного стабилизатора напряжения, а через шунтирующий диод подключен к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, эмиттер усилительного транзистора через резистор подключен к выходу релейного стабилизатора напряжения, а через стабилитрон к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, база усилительного транзистора через резисторный делитель напряжения подключена к выходу релейного стабилизатора напряжения.
Недостатком такого стабилизированного источника питания является то, что при отказе элементов схемы релейного стабилизатора напряжения напряжение питания, которое всегда значительно выше стабилизированного напряжения, поступает на выход релейного стабилизатора напряжения, вызывая перенапряжение аппаратуры потребителя. При уменьшении напряжения питания ниже напряжения стабилизации, регулирующий элемент переходит в открытое неуправляемое состояние и в аппаратуру потребителя поступает нестабилизированное пониженное напряжение питания.
Задачей предлагаемого изобретения является защита аппаратуры потребителя от перенапряжения и пониженного нестабилизированного напряжения питания, что повышает надежность радиоэлектронной аппаратуры потребителя. Поставленная задача достигается тем, что в стабилизированный источник питания, содержащий релейный стабилизатор напряжения, состоящий из силового и управляющего транзисторов, объединенные эмиттеры которых подключены к источнику питания, коллектор управляющего транзистора соединен с базой силового транзистора и через резистор подключен к другому полюсу источника питания, база управляющего транзистора через времязадающий конденсатор подключена к коллектору силового транзистора и через резистор подключена к коллектору усилительного транзистора, коллектор силового транзистора через дроссель подключен к конденсатору фильтра релейного стабилизатора напряжения, а через шунтирующий диод подключен к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, эмиттер усилительного транзистора через резистор подключен к выходу релейного стабилизатора напряжения, а через стабилитрон к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, база усилительного транзистора через резисторный делитель напряжения подключена к выходу релейного стабилизатора напряжения, введен выпрямительный диод, фильтрующий конденсатор, параметрический стабилизатор и преобразователь напряжения с задающим генератором, при этом коллектор силового транзистора релейного стабилизатора напряжения через выпрямительный диод подключен к фильтрующему конденсатору и базе транзистора параметрического стабилизатора, к выходу которого подключен задающий генератор преобразователя напряжения, питание на преобразователь напряжения подается с релейного стабилизатора напряжения.
Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена электрическая схема стабилизированного источника питания, на фиг.2 представлена осциллограмма напряжения на дросселе релейного стабилизатора напряжения. Стабилизированный источник питания состоит из силового транзистора 1 и управляющего транзистора 2, объединенные эмиттеры которых подключены к одному из полюсов входного источника питания. Резистор 3, подключенный к другому полюсу источника питания, обеспечивает ток базы силового транзистора 1. Усилительный транзистор 4 и резисторы 5, 6, 7 обеспечивают сравнение выходного напряжения с опорным напряжением на стабилитроне 8 и через резистор 9 и управляющий транзистор 2 выключает силовой транзистор 1 при достижении требуемого напряжения на конденсаторе 10. Конденсатор 11 обеспечивает задержку на включение и форсированное запирание управляющего транзистора 2. Шунтирующий диод 12, дроссель 13 и конденсатор 10 образуют сглаживающий фильтр релейного стабилизатора напряжения.
На фиг.2 приведена осциллограмма напряжения дросселя 13,
где Uст - стабилизированное напряжение,
Uп - напряжение питания релейного стабилизатора,
- переменная составляющая напряжения на дросселе 13,
Т1, Т2 - соответственно время закрытого и открытого состояния транзистора 1.
Известно, что условием переменного напряжения на дросселе 13 является
.
В приведенных выражениях прямое падение напряжения на транзисторах и диодах не учитывается.
Отрицательная составляющая переменного напряжения дросселя 13 через выпрямительный диод 14 и фильтрующий конденсатор 15 поступает на базу транзистора 16 параметрического стабилизатора, который обеспечивает включение задающего генератора 17 и преобразователя 18. Вторичное напряжение преобразователя 18 используется для питания аппаратуры потребителя.
При уменьшении напряжения питания до Uст и ниже, а также при катастрофических отказах любого элемента релейного стабилизатора напряжения, приведенного на фиг.1 Uст становится равным нулю или близким к Uп, что приводит к нарушению равенства (2) и отсутствию переменного напряжения на дросселе 13. При этом напряжение эмиттер-база транзистора 16 и выходное напряжение параметрического стабилизатора становится равным нулю, задающий генератор 17 и преобразователь 18 выключаются.
Данное изобретение применяется в блоках управления приводами разрабатываемых НПО ПМ в качестве стабилизатора напряжения вторичного источника питания.
Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.
Стабилизированный источник питания, содержащий релейный стабилизатор напряжения, состоящий из силового и управляющего транзисторов, объединенные эмиттеры которых подключены к источнику питания, коллектор управляющего транзистора соединен с базой силового транзистора и через резистор подключен к другому полюсу источника питания, база управляющего транзистора через времязадающий конденсатор подключена к коллектору силового транзистора и через резистор подключена к коллектору усилительного транзистора, коллектор силового транзистора через дроссель подключен к конденсатору фильтра релейного стабилизатора напряжения, а через шунтирующий диод подключен к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, эмиттер усилительного транзистора через резистор подключен к выходу релейного стабилизатора напряжения, а через стабилитрон к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, база усилительного транзистора через резисторный делитель напряжения подключена к выходу релейного стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что в схему введен выпрямительный диод, фильтрующий конденсатор, параметрический стабилизатор и преобразователь напряжения с задающим генератором, при этом коллектор силового транзистора релейного стабилизатора напряжения через выпрямительный диод подключен к фильтрующему конденсатору и базе транзистора параметрического стабилизатора, к выходу которого подключен задающий генератор преобразователя напряжения, питание на преобразователь напряжения подается с релейного стабилизатора напряжения.
