Регулируемый стабилизированный источник питания

 

327460

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зави"имое от авт. ".. детельства ¹â€”

Заязленэ 21.Х1.1969 (№ 1378757/24-7) М.Кл. G 05f l/22

G 05b 5/01 с присоединением заявки ¹â€”

Юомите1 ко делам аеобретерей и а1крвпий бра Зовете Мииистров

СССР

Приорпте т—

Опубликовано 261.1972. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 12.1\ .1972 ДК 621 316 722 (088 8) Автор изобретения

Ю. Н. Хомяков

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) Заявитель

РЕ ГУЛ И РУЕМЫ Й СТАБИЛИЗИ РОВАН НЫ Й

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Известны регулируемые стабилизированные источники питания, содержащие последовательно включенные силовой трансформатор, диодно-тиристорный выпрямитель, фильтр, резистор и компенсационный стабилизатор напряжсния с последовательным проходным транзистором и цепью отрицательной обратной связи, обеспечивающей постоянство напряжения на проходном транзисторе. Однако в таких источниках питания при большом диаг азове перестройки выходного напряжения перестраивают и величину входного напряжения. Величина рассеиваемой мощности на проходном транзисторе не изменяется при перестройке выходного напряжения источника, на проходном транзисторе поддерживается минимально дон "cTHMBH для нормальной работы стабилизатора величина напряжения. Такой способ уменьшения рассеиваемой мощности требует усложнения силового трансформатора, использования многоконтактного переключателя, позволяющего коммутировать токи нагрузки. Кроме того, при изменении входного переменного напряжения изменяется падение напряжения и на проходном транзисторе, что

»е позволяет использовать проходной транзистор в оптимальном режиме работы при большой нестабильности величины входного напряжения. При этом требуется значительный запас по допустимой величине рассеиваемой мощности на проходном транзисторе. что необходимо учитывать при проектировании.

Цель изобретения — улучшение параметров источника и его защиты от перегрузок по току

5 и коротких замыканий. Это достигается тем, что цепь отрицательной обратной связи выполнена в виде балансного диодно-регенеративного компаратора, один вход которого подключен к выходу стабилизатора напряжения, а другой и вход через дополнительный источник постоянного напряжения — к точке соединения фильтра с резистором.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого источника

15 питания; на фиг. 2 — его нагрузочная характеристика.

Источник питания состоит нз стабилизатора напряжения 1, фильтра 2, выпрямителя 8, трансформатора 4, балансного диоднорегене20 ративного компаратора 5 и сточника 6 постоBHHoI эталонного напряжения. Тиристоры 7 и 8 выпрямигеля соединены с выходными обмотками компаратора. В силовую цепь стабилизатора напряжение между фильтром 2 и

25 проходным транзистором 9 включен дополнительный резистор 10. Один вход компаратора подключен к выходу 11 стабилизатора, а другой вход через дополнительный источник 6— к точке соединения резистора 10 и фильтра 2.

30 В качестве дополнительного источника посто327460

60 янного эталонного напряжения используют стабилитрон 12, открытый в обратном направлении через резистор 18, подключенный к источнику питания соответствующей полярности.

Полярность дополнительного источника б выбирают такой, чтобы на входах компаратора 5 компенсировать падение напряжения на проходном транзисторе 9. В цепи управления тиристорами введены диоды 14 и 15, предохраняющие управляющие электроды тиристоров от пробоя в обратном направлении.

Источник питания работает следующим ооразом.

Компаратор 5 работает в те моменты, когда напряжение на проходном транзисторе 9 ни>ке напряжения дополнительного источника 6.

В эти моменты тиристоры 7 и 8 выпрямителя > открываются и подзаряжают емкости фильтра 2, повышая напряжение на проходном транзисторе и автоматически прекращая работу компаратора. Компаратор включается до следующего момента уменьшения напряжения на выходе фильтра до критической величины.

В периоды между подзарядамн емкостей фильтра стабилизатор 1 отключается от входного трансформатора 4 и работает от емкостей фильтра.

Вследствие случайного положения момента отпирания тиристоров по отношению к фазе входного переменного напряжения U продолжительность подзаряда емкостей фильтра различна. В предельном случае максимальное время подзаряда равно половине периода входного переменного напря>кения. Соответствующим выбором параметров фильтра и выпрямителя может быть получена допустимая геличина напряжения подзаряда (пульсации на входе стабилизатора).

В случае увеличения ьходного напряжения

U на емкостях фильтра в моменты срабатывания компара гора 5 накапливается большее напряжение. Частота срабатываний компаратора в этом режиме при постоянстве тока нагрузки автоматически уменьшается, сохраняя средшою составляющую напря>кения на транзисторе 9 и резисторе 10 почти постоянной.

При увеличении тока нагрузки автоматически увеличивается частота срабатываний компаратора, так как падение напряжения на транзисторе 9 и резисторе 10 не уменьшается ниже пороговой величины, задаваемой источником 6. Средняя составляющая на проходном транзисторе н дополнительном резисторе н в этом случае осгается поччи постоянной.

Велпчина дополнительного резистора определяет максимально возможный ток, потребляемый от источника, так как в случае превышения этой величины проходной транзистор входит в насыщение и напря>кение на выходе 11 стабилизатора начинает автоматически

l5

40 понижаться. Нормальный режим работы стабилизатора нарушается.

При коротком замыкании нагрузки вследствие работы системы автоматического управления на выходе фильтра 2 поддерживается напряжение, равное напряжению дополнительного источника 6, т. е. равное падению напряжения на резисторе 10 и транзисторе 9 в нормальном режиме работы. Через транзистор в таком аварийном режиме протекает максимальный ток.

Если величину максимального тока через проходной транзистор ограничить предельно допустимой величиной для используемого тина транзистора, то описываемый источник питания может быть использован н для защиты полупроводниковых стабилизаторов от перегрузок по току и коротких замыканий.

Кривая (см. фиг. 2), построенная сплошной линией, получена без учета изменения средней составляющей напря>кения на резисторе 10 и транзисторе 9. Однако в реальных источниках питания вследствие неидеальности использованной системы автоматического управления существует установившаяся ошибка регулирования, что приводит к небольшим изменениям напряжения на резисторе и транзисторе в зависимости от условий работы. С учетом этого реальная характеристика на фиг. 2 показана пунктиром. Даже при реальной форме характеристики предлагасмь1Й источник пигания обеспечивает защиту от перегрузок по току и коротких замыканий.

Источник питания нормально работает в установившихся режимах, создавая в переходных режимах для проходного транзистора кратковременные перегрузки по току в моменты уменьшения сопротивления нагрузки (разряд емкостей фильтра источника через проходной транзистор).

Предмет изобретения

Регулируемый стабилизированный источник питания, содержащий последовательно включенные силовой трансформатор, диодно-тиристорный выпрямитель, фильтр, резистор, и компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным проходным транзистором и цепью отрицательной обратной связи, обеспечивающей постоянство напряжения на проходном транзисторе, отличающийся тем, что, с целью улучшения параметров источника и его защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, цепь отрицательной обратной связи выполнена в виде балансного диодно-регенеративного компаратора, один вход которого подключен к выходу стабилизатора напряжения, а другой вход через дополнительный источник постоянного напря>кения — — к точке соединения фильтра с резистором.

327460

Рта. / иааф

Фи - 2

Составитель В. Круглова

Текрсд 3. Тараненко.

Редактор А. Пейсоченко

Корректор Т. Миронова,Областная типография Костромского управления по печати

Заказ 938 Изд. ¹ 136 Тирагк 448 Подписное .UHHHPH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5