Резервированный стабилизатор постоянного тока

 

Оп ИСАНИЕ 653604

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.02.77 (21) 2450700/24-07 (51) М. Кл.

Cs 05 У 1/56 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный квинтет

СССР по делам нзооретеннй

N OTKPblTNI4

Опубликовано 25.03.79.Бюллетень № 11 рЗ) удК 621 31 .722. 1(088.8) Дата опубликования описания 28.03.79 (72) Авторы изобретения

В. Ф. Андрейченко, Л. E. Буренков и О. П. Дьяков (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

TOKA

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве вторичного источника электропитания.

Известен стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, управляющий узел и эталонный резистор (1)

Недостатком такого стабилизатора является его ненадежность, заключающаяся в том, что в случае выхода из строя любого элемента устройства стабилизатор перестает работать.

Известен также резервированный источник напряжения постоянного тока, содержащий элемент, вырабатывающий опорное напряжение, и два компенсационных стабилизатора (2) .

Недостатком такого источника является то, что в случае обрыва регулирующего элемента устройство перестает работать.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является резервированный 2о стабилизатор постоянного тока, содержащий

2N регулирующих транзисторов, каждый из которых соединен последовательно с эталонным резистором, а базой — с выходом своего управляющего узла, и нагрузочный резистор (3).

Этот стабилизатор обладает достаточно высокой надежностью работы, однако при пробое одного из регулирующих транзисторов работоспособность устройства нарушается.

Целью изобретения является повышение надежности резервированного стабилизатора постоянного тока.

Эта цель достигается тем, что в резервированном стабилизаторе постоянного тока, содержащем 2N регулирующих транзисторов, каждый из которых соединен последовательно с эталонным резистором, а базой — с выходом своего управляющего узла, и нагрузочный резистор, указанные последовательные цепочки из регулирующих транзисторов и эталонных резисторов соединены по две последовательно и по N параллельно, причем входные силовые зажимы всех последовательных цепочек через нагрузочный резистор подсоединены к одному из выводов для подключения основного источника постоянного питающего напряжения, а выходные силовые зажимы этих же цепочек — к другому выводу для подключения постоянно653604 го питающего напряжения, питающие цени управляющих узлов Одной группы параллельно соедийенных цепочек из последовательно соединенных регулирующих транзисторов и эталонных резисторов подсоединены к выводу для подключения одного вспомогательного источника постоянного питающего напряжения, а питающие цепи управля ощих узлов другой группы параллельно соединенных указанных цепочек — к выводу для подключения другого источника постоянного питающего напряжения, причем все эталонные резисторы подключены параллельно входам управляющих узлов своего регулирующего транзистора, а коллектор-эмиттерный переход каждого регулирующего транзистора зашунтирован стабилитроном.

Функциональная схема резервированного стабилизатора постоянного тока представленаа на чертеже.

Резервированный стабилизатор постоянного тока содержит четыре регулирующих транзистора 1, 2, 3, 4, четыре эталонных резистора 5, 6, 7, 8, четыре управляющих узла 9, 10, 11, 12, четыре стабилитрона 13, 14, 15, 16, шунтирующих транзисторы, и нагрузочный резистор 17, причем последовательные цепочки из регулирующего транзистора 1 и эталонного резистора 5, регулирующего транзистора 2 и эталонного резистора 6 соединены параллельно между собой, а каждая из них соединена последовательно с соответствующими последовательными цепочками из регулирующего транзистора 3 и эталонного резистора 7, регулирующего транзистора 4 и эталонного резистора 8, которые, в свою очередь, соединены параллельно между собой. Входные силовые зажимы транзисторов 1, 2 через нагрузочний резистор 17 подключены к одному из выходных выводов основного источника постоянного напряжения 18, а выходные силовые зажимы стабилизатора — к другому выходному выводу источника 18, питающие цепи управляющих узлов 9 и 10 подключены к вспомогательному источнику постоянного питающего напряжения 19, а питающие цепи управляющих узлов 11 и 12 к вспомогательному источнику постоянного питающего напряжения 20, выходы управляющих узлов 9, 10, 11, 12 подключены к базам соответствующих регулирующих транзисторов 1, 2, 3, 4, а входы управляющих узлов 9, 10, 11, 12 подключены параллельно соответствующим эталонным резисторам 5, 6, 7, 8.

При протекании через транзистор 1 то25 а ка — -" — падение напряжения Л U на нем меньше напряжения пробоя 13прстабилитрона 13, который поэтому находится в выключенном состоянии и на работу устройства не оказывает влияния.

В случае обрыва транзистора 1 к стабилитрону 13 прикладывается напряжение

1А = ЛUrp, +hU где Л Urp и Л UR — падение напряжения соответственно на транзисторе 2 и эталонном резисторе 6.

Напряжение U> )U>p, что приводит к пробою стабилитрона 13 и через него начнет протекать ток Зст, который определяется сопротивлением регулирующих транзисторов 3, 4. Сопротивление транзисторов 3, 4 зависит от тока, протекающего через эталонные ре46 зисторы 7, 8, и будет устанавливаться таким, чтобы ток через резисторы 7, 8 был равен

- -. При этом восстанавливается нормальная работа стабилизатора.

При пробое регулирующего транзистора

1, регулирование тока нагрузки ) н будет осуществляться регулирующими транзисторами 3, 4 и управляющими узлами 11, 12.

В этом случае стабилизатор также работает нормально.

Обрыв стабилитрона 13 на работу уст5О ройства влияния не оказывает. Работа устройства при пробое стабилитрона 13 аналогична работе при пробое регулирующего транзистора 1.

При выходе из строя управляющего узла 9 в одном случае на транзистор 1 может

5 подаваться постоянный сигнал, открывающий его, что аналогично пробою регулиру|ощего транзистора 1, в другом случае сигнал управления может полностью отсутствоРезервированный стабилизатор постоянного тока работает следующим образом.

При включении источников постоянного питающего напряжения 18, 19, 20 через каждый регулирующий транзистор протекает ток

3н — — (в данном случае .— —, где 3н — ток нагрузки) с небольшими отклонениями, который устанавливается при помощи эталонных резисторов 5, 6, 7, 8 и управляющих узлов 9, 10, 11, 12 регулирующих транзисторов 1, 2, 3, 4. При этом в стабилизаторе постоянного тока могут возникнуть следующие неисправности. — — обрыв или пробой одного из регулирующих транзисторов; — выход из строя одного из управляющих узлов; — выход из строя одного из вспомогательных источников постоянного питающего напряжения; — обрыв или пробой одного из стабилитронов.

Проведем анализ работы стабилизатора постоянного тока при указанных неисправностях на одном из регулирующих транзисторов, например включающим в себя регулирующий транзистор 1, эталонный резистор 5, стабилитрон 13, управляющий узел 9 и вспомогательный источник постоянного питающего напряжения 19.

653604

Формула изобретения

11НИИПИ Заказ 1289/35 Тираж 1014 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 вать, что аналогично обрыву указанного транзистора. И в той и в другой ситуации стабилизатор постоянного тока не теряет работоспособности.

Отказ ис гочника 19 приводит к положению, аналогичному обрыву регулирующих транзисторов 1, 2, так как при этом на управляющие узлы 9, 10 не подается питание и, следовательно, на регулирующие транзисторы 1, 2 не подается сигнал управления.

В этом случае открываются стабилитроны

13, 14 и регулирование тока нагрузки Jv осуществляется регулирующими транзисторами 3, 4 и управляющими узлами 11, 12.

Резервированный стабилизатор постоянного тока сохраняет работоспособность при 15 любой одной неисправности элементов устройства, что имеет существенное значение при применении стабилизаторов постоянного тока в системах, которые не допускают кратковременной потери функционирования и располоЖение которых не дает возможности постоянного контроля за работой устройства и оперативного устранения неисправностей и, следовательно, обладает более высокой надежностью по сравнению с известными стабилизаторами постоянного тока. 25

Резервированный стабилизатор постоянного тока, содержащий 2N регулирующих транзисторов, каждый из которых соединен последовательно с эталонным резистором, а базой — с выходом своего управляющего узла, и нагрузочный резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в нем указанные последовательные цепочки из регулирующих транзисторов и эталонных резисторов соединены по две последовательно и по N параллельно, причем входные силовые зажимы всех последовательных цепочек через нагрузочный резистор подсоединены к одному из выводов для подключения основного источника постоянного питающего напряжения, а выходные силовые зажимы этих же цепочек — к другому выводу для подключения основного источника постоянного питающего напряжения, питающие цепи управляющих узлов одной группы параллельно соединенных цепочек из последовательно соединенных регулирующих транзисторов и эталонных резисторов подсоединены к выводу для подключения одного вспомогательного источника постоянного питающего напряжения, а питающие цепи управляющих узлов другой группы параллельно соединенных указанных цепочек — к выводу для подключения другого вспомогательного источника постоянного питающего напряжения, причем все эталонные резисторы подключены параллельно входам управляющих узлов своего регулирующего транзистора, а коллектор-эмиттерный переход каждого регулирующего транзистора зашунтирован стабилитроном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 381071, кл. G 05 F 1/56, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 406192, кл. G 05 F 1/56, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР № 431498, кл. G 05 F 1/46, 1974.