Блок питания с искробезопасным выходом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

;.i 5I2299

Сонзз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.04.72 (21) 1773379/24-7 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з Е 21Г 9/00

Н 02Н 7/10

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3.064 (088.8) Опубликовано 30.04.76. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 04.06.76 (72) Авторы изобретения

Б. М. Кириченко, А. Н. Гура и А. В. Губкин (71) Заявитель

Донецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации горных машин (54) БЛОК ПИТАНИЯ С ИСКРОБЕЗОПАСНЪ|М ВЫХОДОМ

ГосУдаРственный комитет (23) r1pиоритет

Изобретение относится к блокам питания с искробезопасным выходом, предназначенным для электропитания искробезопасных устройств и систем автоматики, телемеханики и связи, эксплуатируемых во взрывоопасных 5 средах на предприятиях горной, химической, нефтяной и других отраслей промышленности.

Известные блоки питания с искробезопасным выходом, содержащие основной и дополнительный источники питания токозадающий 1О диод и токоограничивающий резистор, ограничивающий диод и устройство отсечки, имеют низкий к.п.д. блока питания, обусловленный большими тепловыми потерями на токоограничительном резисторе и низкую допустимую 15 искробезопасную мощность.

Предложенный блок питания с искробезопасным выходом не имеет указанных недостатков благодаря тому, что он снабжен токозадающим и токоограничивающим транзисто- 20 ром, база которого через токозадающий диод, соединена с «минусом» дополнительного источника питания, эмиттер через токоограничивающий резистор подключен к «плюсу» дополнительного источника, а коллектор — к устрой- 25 ству отсечки тока, к «минусу» основного источника питания и через ограничивающий диод в прямом направлении соединен с его базой.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема описываемого блока пи- 30 тания с искробезопасным выходом.

Блок питания с искробезопасным выходом состоит из дополнительного источника 1, токоограничивающего резистора 2 и транзистора 3, основного источника 4, токозадающего диода

5, ограничивающего диода 6 и устройства отсечки тока, включающего тиристор 7, диод 8 и резистор 9.

При номинальной нагрузке (при токе нагрузки, меньшем эмиттерного тока) управляющий переход тирпстора смещен в обратном направлении падением напряжения на диоде 5 и переходе «база — коллектор» транзистора, поэтому тиристор надежно закрыт, При перегрузке блока питания падение напряжения на диоде 5 и переходе «база — коллектор» транзистора изменяет полярность и при определенной ее величине тиристор 7 открывается и шунтирует выходную цепь блока питания. Если перегрузка снимается, тиристор восстанавливается с помощью контакта реле. Очевидно, что ток выходной цепи, при котором срабатывает тиристор, определяется выходной вольтамперной характеристикой транзистора и не зависит от чувствительности тиристора, что исключает настройку входной цепи тиристора.

Ток срабатывания и номинальный ток нагрузки блока питания практически равны вследствие высокой жесткости активного участка вольт-амперной характеристики транзистора, включенного по схеме с общей базой. Это позволяет получить мощность в нагрузке, прак532299

Составитель А. Ерыгин

Техред А. Камышникова

Корректор Т. Гревцова

Редактор В. Левятов

Заказ 1209/13 Изд. 1 1е 1306 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4. 5

Типография, пр, Сапунова, 2 тически равную предельно допустимой искро безопасной, т. е. коэффициент использования искробезопасной мощности блока питания, близкий к единице.

К.п.д. блока питания определяется его аварийными режимами, к которым относятся пробой перехода «эмиттер — коллектор» пробой перехода «база — коллектор», пробой перехода

«эмиттер — коллектор» и обрыв базы. При пробое перехода «эмиттер †коллект» в случае перегрузки тиристор срабатывает от падения напряжения на диодах 5 и би невосстанавливается, так как реле закорочено. При пробое перехода «база — коллектор» тиристор включается падением напряжения на диоде и тоже не восстанавливается, так как реле обесточено. При пробое перехода «эмиттер — коллектор» и обрыве базы происходит процесс, аналогичный первому аварийному режиму. В этих аварийных режимах необходимо обеспечить трехкратный запас по току для тиристора 7, что достигается резистором 2. Очевидно, что для увеличения к.п.д. необходимо уменьшить сопротивление резистора 2, что практически легко осуществить, выбирая тиристор, соответствующий номинальным токам. Таким образом, при достаточном поминальном токе тиристора 7 можно получить достаточно высокий для искробезопасных источников к.п.д.

Конденсатор и стабилитрон рабочего источника используются для уменьшения перенапряжений в режиме коммутации нагрузки.

Выполнение блока питания с нелинейным

5 токозадающим и токоограничивающим элементом в устройстве отсечки тока позволило получить блок питания с искробезопасным выходом, имеющий малый вес, малые габариты, мощность в нагрузке, равную предельно допуI0 стимой искробезопасной, и высокий к.п.д.

q =0,7 (при к.п.д. источника прототипа т1 =0,2).

Формула изобретения

15 Блок питания с искробезопасным выходом, содержащий основной и дополнительный источники питания, токозадающий диод, токоограничивающий резистор, ограничивающий диод и устройство отсечки, отличающийся

20 тем, что, с целью увеличения к.п.д. и искробезопасной мощности, он снабжен токозадающим и токоограничивающим транзистором, база которого через токозадающий диод соединена с

«минусом» дополнительного источника пита25 ния, эмиттер через токоограничивающий резистор подключен к «плюсу» дополнительного источника питания, а коллектор — к устройству отсечки тока, к «минусу» основного источника питания и через ограничивающий диод в

30 прямом направлении соединен с его базой.