Источник постоянного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмалмстнческих

Республмк (и) 59805|. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.06.75 (2l) 2144278118-07 с присоединением заявки Юе (23) Приоритет (43) Опубликовано15.03.78.Бюллетень №10 (45) Дата опубликования описания22.04,78

2 (5!) М. Кл.

Q OS P 1/58

Государствеиный комитет

Соввта Ииииотроа СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 621.416, .722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Левинзон и Г. П. Затикян. (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к источникам электропитания устройств автоматики и радиоэлектронной аппаратуры.

Известен источник питания, в котором защита осуществляется путем срыва колеба5 ний модулятора длительности и запиранием регулируюшего элемента or имеющегося в стабилизаторе источника запирающего смещения fl).

Известен также источник питания, в котором зашита осушествляется закрыванием последовательного регулирующего элеменга линейного стабилизатора напряжения or отдельного источника запирающего смешения ) 2).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник, постоянного напряжения,.содержащий подключенный ко вторичной обмотке питающего трансформатора мостовой выпрямитель иэ двух диодов и двух тиристоров, к выходу которого подключен источник напряжения с блоком зашиты от перегрузок по току, состоящий из ключевого элемента, связанного с тиристорами мостового выпрямителя, датчи2 ка перегрузки, включенного в защищаемую цепь, и цепь контроля уровня тока (З .

Однако известные устройства надежно ра- . ботают только при нагрузке емкостного или активного характера и только для сравнительно высоких напряжений, для каждого иэ тиристоров необходима цепь управления, кроме того, цепь контроля уровня тока громоздка и инерционна, что снижает качественные показатели устройства в целом.

Целью изобретения является упрощение схемы источника и повышение его надежности.

Эта цель достигается тем, что аноды тиристоров мостового выпрямителя соединены между собой, а их управляющие электроды соединены между собой с помощью диодной развязки н через ограничительный резистор подключены к одному выводу исполнительного элемента блока зашиты, другой вывод которого соединен с общей точкой катодов диодов мостового выпрямителя; в качестве ключевого элемента и цепи контроля уровня тока блока зашиты испольэо598051 ван,транзистор, эмиттер которого подключен к катодам диодов мостового выпрямителя и через один резистор соединен с отрицательным зажимом дополнительно введенного источника питания, положительный зажим которого через фоторезистор подключен к базе транзистора, соединенной через вспомогательный диод с его эмиттером, и через дру гой резистор - с анодами диодов мостового выпрямителя, при этом светодиод через третий резистор подключен к датчику перегрузки и оптически связан с фототиристором; ключевой элемент и цепь контроля уровня тока блока защиты выполнена в виде одного тиристорного, оптрона, тиристор которого использован в качестве ключевого алемента, а светодиод включен в цепь коллектора транзистора, в эмиттерную цепь которого включен опорный элемент, а в баз овую це пь — ф or оти рис rop друг огo оптрона, светодиод которого через резистор соединен с датчиком перегрузки.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого источника постоянного напряжения; на фиг. 2 и 3 — возможные варианты практической реализации этого ус тр ойс тв а.

Источник постоянного напряжения содержит питаюший трансформатор 1, мостовой выпрямитель 2, состояший из диодов 3,4 и тиристоров 5,6, развязываюшие диоды

7,8, ограничительный резистор 9, ключевой элемент 10, источник 11 питания постоянного тока, датчик 12 перегрузки, цепь 13 контроля уровня тока, нагрузку

14, светодиод 15 и фототиристор 16 первого тиристорного оптрона 17, опорный алемент 18, транзистор 19, светодиод 20 и фототиристор 21 второго тиристорного оптрона22, резистор 23, диод смешения 24, развязываюшие диоды 25,26.

Источник постоянного напряжения (фиг, 1") работает следуюшим образом.

В нормальном режиме работы ключевой алемент 10 замкнут, так как величины нащ пряжения, снимаемого с датчика 12 пере- грузки недостаточно для срабатывания це0 о пи 13 контроля уровня тока, Ток управления тиристорами 5,6 протекает через вторичную обмотку трансформатора 1, через один из двух диодов 3,4, замкнутый ключевой элемент 10 ограничительный резистор

9 и один из двух развязывающих диодов 7 или 8, в зависимости or полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора 1, В этом режиме тиристоры работают как диоды в мостовой: схеме выпрямления, т.е. ток цепи контроля уровня тока не проходит через нагрузку и не зависит от характера реакции сглаживающего фильтра,, бО пряжения.

При эашите MolIlHblx источников в качестве ключевого элемента не может быть при4

В режиме токовых перегрузок или коро1 кого замыкания срабатывает ключевой алемент 10 цепи 13„контроля уровня тока обрывая цепь управления тиристорами 5,6.

При приходе обратноЦ. полуволны напряжения на один из открытых тиристоров он закрывается, а нагрузка отключается от источника постоянного напряжения.

В случае необходимости защиты маломошных источников питания в нем в качестве ключевого элемента 10 может быть применен фототиристор тиристорного оптрона

1фиг. 2). Тогда параллельно датчику 12 перегрузки через ограничительный резистор

15 подключается светодиод 15 тиристорного оптрона 17, фототиристор 16 которого входит в цепь 13 контроля уровня тока. фототиристор 16 включен между базой транзистора 19 и опорным элементом 18, В цепи коллектора транзистора 19 установлен светодиод 20 тиристорного оптрона 22.

Между базой транзистора 19 и отрицательным полюсом дополнительного источника питания включен резистор 23. Фототиристор второго тиристорного оптрона 22 и является ключевым элементом 10.

Устройство фиг. 2) работает следуюшим образом.

B нормальном режиме работы напряжение, снимаемое с датчика 12. перегрузки недостаточно для того, чтобы световая энергия светодиода 15 включила фототиристор 1б оптоэлектронного ключа 17. В этом режиме транзистор 19 насыщен (ток базы его протекает по резистору 23), а по светодиоду

20 второго тиристорного оптрона 22 протекает ток.

Энергия светодиода 20 включает фототиристор 21. Цепь управления тиристорами

5,6 мостового выпрямителя 2 включена, напряжение со вторичной обмотки трансформатора 1 после выпрямления подается на источник 11 питания постоянного тока и на

45 нагрузку 14.

В режиме токовых перегрузок или короз ких замыканий включается светод|-од 15 и фототиристор 16 гиристорного оптрона 17 и запирающее смешение от опорного алемента 18 подается на вход транзистора 19, Последний закрывается, ток проходяший через светодиод 20, резко снижается, и при переходе переменного напряжения через нуль фототиристор 22 отключается, разрывая цепь управления тиристоров 5,6. При прихо55 де обратной .полуволны, напряжения на открытый тиристор он закрывается и нагрузка

I отключается от источника постоянного на598051

Ф ормула изобре тения !

1, Источник постоянного напряжения, содержащий подключенный к вторичной обмотменен фототиристор, обладающий, как правило, сравнительно небольшой мощностью рассеяния, В этом случае целесообразно применить в качестве элемента 10 транзистор, в цепь коллектора которого включен ограничительный резистор 9 {фиг. 3). Светодиод

15 тиристорного оптрона 17 подключен параллельно датчику перегрузки 12, а фэтотиристор 16 включен в цепь дополнительного источника питания, отрицательный по- 10 люс которого через ограничительный резисгор подключен к эмиттеру транзистора 10.

Между эмиттером и базой транзистора установлен диод смещения 24, а база гранзистора через ограничительный резистор 15 и вторую пару развязывающих диодов 25, 26 подключена к вторичной обмотке трансформатора 1.

Устройство (фиг. 3) работает следующим образом.

В нормальном режиме работы напряжение, снимаемое с датчика перегрузки 12, недостаточно для. того, чтобы световая энергия светодиода 15 включила фототирисгор 16 тиристорного оптрона 17. Транзистэр 10 эткрыт (ток базы его протекает через ограничительный резистор и один из двух развязывающих диодов 25 или 26, в зависим,ос,ти or полярности переменного с напряжения), цепь управления тиристорами

5,6 мостового выпрямителя .2 замкнута. ,. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора 1 после выпрямления подается на источник 11 питания постоянного гока и нагрузку 14, В режиме токовых перегрузок или корот ких замыканий включаются светодиод 15 и фототиристор 16 тиристорного оптрона

17.

Создается цепь для протекания тока через дополнительный источник питания, и напряжение на диоде 24 является запирающим для транзистора 10, который запирае ся, разрывая цепь управления тиристорами

5,6. При приходе обратной полувэлны напряжения на открытый тиристор он закрывается, а нагрузка отключается or источника постоянного напряжения.

Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает эффективную защиту источника питания независимо от характера сглаживающего фильтра и нагрузки. ке питающего трансформатора мостовой выпрямитель из двух диодов и двух тиристоров к выходу которого подключен стабилиаагор напряжения с блоком защиты or перегрузок по току, состоящий из ключевого элемента, связанного с тиристорами мостового выпрямителя датчика перегрузки, включенного в защищаемую цепь и цепь контроля уровня гока, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения схемы источника и повышения его надежности, аноды гаристоров мостового выпрямителя соединены между собой, а их управляющие электроды соединены между собой с помощью диодной развязки и через ограничительный резистор подключены к одному выводу исполнительного элемента блока защиты, другой вывод которого соединен с общей точкой катодов диодов мостового выпрямителя.

2, Источник постоянного напряжения по и. 1, o r л и ч а ю шийся тем, что в качестве ключевого элемента и цепи контро.ля уровня тока блока защиты использован транзистор, эмиттер которого подключен к катодам диодов мэстового выпрямителя и через один резистор соединен с отрицательным зажимом дополнительно введенного источника питания, положительный зажим которого через фэтотиристор подключен к базе транзистора, соединенной через вспомогательный диод с его эмиттером, и через другОЙ резистор — с анодами диодов мос тового выпрямителя, при этом светодиод через третий резистор подключен к датчику перегрузки и оптически связан с фототиристорэм.

3. Источник постоянного напряжения по п.1, отличаюшийcÿreì,что ключевой элемент и цепь контроля уровня тока блока зашиты выполнены в виде одного тиристорного оптрона, тиристор которого использован в качестве ключевого элемента, а светодиод включен в цепь колл=-ктс ра транзистора, в эмиттерную цепь которого включен опорный элемент, а в базовую цепь-! фототиристор другого оптрона, светодиод которого через резистор соединен с датчиком перегрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ¹ 448452, кл. Q 05 f 1/58> 1970

2. Авторское свидетельство № 441554, кл, С 05 f 1/58, 1970.

3. Авторское свидетельство ¹ 457142, кл. Q 05 f 1/58, 1970.

598051

Фи2 f

Составитель С . Ситко

Редактор Т. Окунева Техред М, борисова Корректор С. Ямалове

Заказ 1218/39 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4