Стабилизатор напряжения постоянного тока с защитой

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснмх

Социаттистмческм к

Респубпмн

744520 (61) Дополнительное к авт свнд-ву— (22) Заявлено }3.03.78 (21) 2588832)24-07 с присоединением заявки №вЂ” (5}) М. Кл.а

Ст 05 F 1 58 (23) Приоритет—

Государственный комитет

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования опнсання 05.07.80 (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) ао делам изобретений и еткрмтий

А. A. Ищенко н Л. А. Литвин (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА С ЗАЩИТОИ

Изобретение относится к электротехнике н может быть использовано в устройствах электропитания узлов автоматики, вычиСлительной техники н устройств связи.

Известен стабилизатор, который содержит транзисторный регулирующий элемент, подключенный управляющим электродом к выходу блока обратной связи и блок защиты, обеспечивающий выключение выходного напряжения при снижении входного напря. ження ниже заданной величины }1).

Недостатки данного стабилизатора — ма- то лая чувствительность схемы защиты к перегрузкам по току н отсутствие автоматического включения выходного напряжения при увеличении входного напряжения выше заданного.

Наиболее близким к изобретению по технической сугцности является стабилизатор, который содержит регулирующий элемент, включенный между первой входной и первой выходной клеммами, блок обратной связи, соединенный входом с первой выходной клем- 20 мой, а выходом с управляющим электродом последовательного регулирующего элемента, резнстнвный датчик тока, включенный между вторыми входной и выходной клеммами, дифференциальный усилитель защи ты н первый вспомогательный источник питания, подсоединенный одним выводом ко второй входной клемме, а другим — к первой клемме питания дифференциального усилителя защиты, один вход которого включен параллельно резнстнвному датчику тока, а второй к средней точке делителя защиты, подключенного параллельно первому вспомогательному источнику питания }2).

Данный стабилизатор обладает высокой чувствительностью к перегрузкам по току, йо не обеспечивает автоматического выключения выходного напряжения при уменьшения входного напряжения ниже заданного уровня;

Цель изобретения — - расширение фуикциойальных возможностей путем выключения выходного напряжения прн снижении входного напряжения нлн сопротивления нагрузки ниже заданного уровня н автоматического его включения прн значениях входного напряжения и сопротивления нагрузки одновременно выше заданных значений.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного то. ка введены четыре делителя напряжения на

744520 резисторах, первый стабилитрон, вспомогательный дифференциальный усилитель; первый и второй переключающие блоки, второй вспомогательный источник питания, первый, второй и третий диоды, резистор сме. щения и стабилизирующий элемент на вто. ром стабилитроне и гасящем резисторе, причем первый и второй переключающие блоки клеммами питания подключены к первому вспомогательному источнику, первая клемма питания вспомогательного дифференциального усилителя соединена . с первой клеммой питания дифференциального усилителя защиты, а вторые клеммы питания обоих дифференциальных усилителей подключены к выходу стабилизирующего элемен та, подсоединенного входом к второму вспомогательному источнику питания, первая клемма которого вместе с одним выводом второго стабилитрона соединена с второй входной клеммой, общая точка вспомогательного дифференциального усилителя подсоединена ко второй выходной клемме, пер вый делитель напряжения включен между первой входной клеммой и второй клеммой второго вспомогательного источнйка питания, а его средняя точка через первый диод подключена к первому входу вспомогательного дифференциального усилителя, соединенному также через резистор смегцения с первой, а через второй диод с второй выходными клеммами, выход вспомогательного дифференциального усилителя подключен к входу первого переключающего блока, вто рой делитель напряжения подсоединен меж ду первой входной клеммой и точкой соеди нения первого стабилитрона и первой клеммы питания блока обратной связи, причем другой вывод первого стабилитрона и вторая клемма питания блока обратной связи соединена с второй входной клеммой, средняя точка второго делителя подсоединена к первому выходу первого переключающего блока, третий делитель подключен между вторыми клеммами питания дифференциальных усилйтелей и второй выходной клеммой, причем его средняя точка соединена с вторым входом вспомогательного дифференциального усилителя, первый вход второго переключающего .блока соедииен с вторым выходом первого переключающего блока, а второй — с выходом дифференциального усилителя защиты, первыЙ выход второго переключаюн его блока подключен через третий диод к управляющему электроду последовательного регулирующего элемента, а второй -- к средней точке четвертого делителя, включенного между первой выходной клеммой и вторыми клеммами питания дифференциальных усилителей.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, включенный между первой вход»ой 2 и первой выходной 3 клеммами, блок

4 обратной связи, соединеный входом с пер вой выходной клеммой 3, а выходом с уп равляющим электродом регулирующего элемента !, резистивный датчик 5 тока, включенный между второй входной 6 н второ1 выходной 7 клеммами, дифференциальныЙ усилитель 8 защиты и первый вспомогательный источник 9 питания, подсоединенный одним выводом ко второй входной клемме 6, а другим к первой клемме питания дифференциального усилителя 8 защиты, вход 16 которого включен параллельно резистивному датчику 5 тока, а другой ll -- к средней точке делителя 12 защиты, подключенных параллельно первому вспомогательному источнику 9 питания, первый 13 и второй 14 переключающие блоки, подключенные клеммами питания к первому вспомогательному источнику 9 питания, вспомога. тельный дифференциальный усилитель 15, первая клемма питания которого соединена с первой клеммой питания дифференциаль>6 ного усилителя 8 защиты, причем вторые клеммы питания дифференциальных т силителей 8 и 15 подключены к выходу стабилизирующего элемента 6, выполненным на гасящем резисторе 17 и втором стабилитроне 18 и подсоединенного входом ко второму вспомогательному источнику 19 питания, первая клемма которого вместе с одним выводом второго стабилитрона 18 соединена с второй входной клеммой 6, общая точка вспомогательного дифференциального усилителя 5 подсоединена к второй выходноФ клемме 7, первый делитель 20 напряжения, включенный между первой входной клеммой

2 и второй клеммой вспомогательного ис. точника !9 питания, а средйей точкой через первый диод 2! к первому входу вспомогательного дифференциального усилителя 15, соединенному также через резистор 22 смещения с первой 3, а через второй диод 23 с второй 7 выходными клеммами, выход вспомогательного дифференциального уси46 лителя 15 подключен к входу первого переключающего блока 13, второй делитель 24 напряжения, подсоединенный между первой входной клеммой 2 и точкой соединения первого стабилитрона 25 и первой клеммой питания блока 4 обратной связи, причем другой вывод первого стабилитрона 25 и вторая клемма питания блока 4 обратной связи соединена с второй входной клеммой 6, средняя точка второго делителя 24 подсоединенч к первому выходу

so первого переключающего блока 13, третий делитель 26 подключен между вторыми клеммами питания дифференциальных усилителей 8 и 15 и второй выходной клеммой 7, причем его средняя точка соединена с вторым входом вспомогательного дифференциального усилителя 15, первый вход второго переключающего блока 14 соединен с вторым выходо... первого переключающего блока 13, а второй — с выходом дифференци744520

5 ального усилителя 8 защиты, его первый выход нодклк>чен через третий диод 27 к управляющему электроду регулирующего элемента 1, а второй — - к средней точке четвертого делителя 28, включенного между первой выходной клеммой 3 и вторыми клеммаа м и дифференци ал ьны х ус ил ителей 8 и 15.

Стабилизатор работает следующим образом.

При изменении входного напряжения в заданных пределах стабилизатор обеспечивает поддержание выходного напряжения на клеммах 3 и 7 на требуемом уровне. Пр» этом потенциалы средних выводов первого

20 и третьего 26 делителей напряжения, приложенные к входам вспомогательного дифференциального усилителя 15, определяют полярность его выходного напряжения, устанавливающую первый переключающий блок 13 в первое устойчивое состояние, пря котором средняя точка второго делителя 24 отключена от второй выходной клеммы 7.

В нормальном, режиме работы выходное напряжение дифференциального усилителя 8 защиты устанавливает второй переключающий блок 14 в первое устойчивое состояние, при котором он не влияет на работу стабилизатора. При перегрузке по току дифференциальный усилитель 8 защиты переводит второй переключающий блок 14 во второе устойчивое состояние, при этом средняя точка делителя 28 отключается, а управляющий электрод регулирующего элемента 1 через диод 27 подключается к второй входной зв клемме. Регулирующий элемент 1 запирает. ся и отключает входное напряжение от на грузки. При этом «а первой выходной клемме 3 появляется потенциал, определяемый падением напряжения на сопротивление нагрузки от протекания тока по цепи: первый вывод второго вспомогательного источника

19 питания, резистивный датчик 5 тока, вторая выходная клемма 7, сопротивление нагрузки, первая выходная клемма 3, четвертый делитель 28, гасящий резистор 17, второй вывод второго вспомогательного источника 19 питания. Этот потенциал через резистор 22 смещения подается на первый вход вспомогательного дифференциального усилителя 15.

Напряжение второго вспомогательного источника 19 и величины сопротивлений делителей 26, 28 и резистора 22 смещения выби раются такими, что при значениях сопротивления нагрузки ниже требуемой величины вспомогательный дифференциальный усилитель 15 удерживает первый переключающий блок 13 в исходном состоянии. При восста. новлении сопротивления нагрузки до уровня требуемой величины вспомогательный дифференциальный усилитель 15 переклю чает первый переключаюгций блок 13 в9 > второй устойчивое состояние, при котором средняя точка второго делителя 24 подклю чается к второй выходной клемме 7, при ь этом снимается напряжение с блока 4 обратной связи, а второй персклю ганнций блок

14 переключается в первое устойчивое состояние, при котором управляющий электрол регулирующего элемента I отключается, а средняя точка четвертого делителя 28 подключается к второй входной клемме 6, сняв потенциал с первой выходной клеммы 3.

Однако стабилизатор не включается в работу, так как снято питание с блока "4 обратной связи.

Соотношение пле t первого 20 и третьего

26 делителей выбрано таким образом, что при величине входного напряжения выше заданного вспомогательный дифференциальный усилитель 15 устанавливает первый пере ключающий блок 13 в первое устойчивое состояние, при котором средняя точка второго делителя 24 отключается от второй выходной клеммы 7 и на блок 4 обратной связи подается напряжение питания. Стабилизатор включается.

Если во время работы стабилизатора era входное напряжение снижается ниже задан ного, вспомогательный дифференциальный усилитель 15 переключает первый нереключающий блок 13 во второе устойчивое состояние, снимая тем самым напряжение питания с блока 4 обратной связи, стабилизатор выключается. Повторное включение стабилизатора происходит только при уве. личении входного напряжения выше заданного уровня.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока с защитой, сбдержагций регулирующий элемент, включенный между первой входной и первой выходной клеммами, блок обрат. ной связи, соединенныи входом r. первой выходной клеммой, а выходом с управляющим электродом регулирующего элемента, резистивный датчик тока, вклнзченный между вторыми входной и выходной клеммами, дифференциальный усилитель защиты и пер. вый вспомогательный источник питания, подсоединенный одним выводом к второй вход. ной клемме, а другим — к первой клемме питания дифференциального усилителя защиты, один вход которого включен параллельно ре зистивному датчику тока, а второй к средней точке делителя защиты, подключенного параллельно первому вспомогательному источнику питания, отличающиися тем, что, с цел@о расширения функциональных возможностей путем выключения выходного на пряжения при снижении входного напряже ния или сопротивления нагрузки ниже за. данного уровня и автоматического его включения при значениях входного напряжения и сопротивления нагрузок одновременно выше заданных значений, в него введены четыре делителя напряжения на резисторах, ?44520

ЦИИИГ1И Закаэ 3793/12 Тираж 956 11одписное

Филиал ГН1П 11атент, r. Ужгород, ул. Г!роектная, 7 первый стабилитрон, вспомогательный дифференциальный усилитель, первый и второй переключающие блоки, второй вспомогательный источник питания, первый, второй и третий диоды, резистор смещения и стабилизирующий элемент на втором стабилитроне и гасящем резисторе, причем первый и второй и третий диоды, резистор смещения и стабилизирующий элемент на втором стабилитроне и гасящем резисторе, причем первый и второй переключающий блоки клеммами питания подключены к первому вспо. могательному источнику питания, первая клемма питания вспомогательного дифференциального усилителя соединена с первой клеммой питания дифференциального усилителя защиты, а вторые клеммы питания обоих дифференциальных усилителей подключены к выходу- стабилизирующего элемента, подключенного входом к второму вспомогательному источнику питания, первая клемма которого вместе с одним выводом второго стабилитрона соединена с вто- е рой входной клеммой, общая точка второго . вспомогательного дифференциального усилителя подсоединена к второй выходной клемме, первый делитель напряжения включен между первой входной клеммой и второй клеммой вспомогательного источника питания, а его средняя точка через первый диод подключена к первому входу вспомо. гательного дифференциального усилителя, соединенному также через резистор смещения с первой„а через второй диод с второй выходными клеммами, выход вспомогатель8 ного дифференциального усилителя подключен к входу первого переключающего блока, второй делитель напряжения подсоединен между первой входной клеммой и точкой соединения первого стабилитрона и первой клеммы питания блока обратной связи, причем другой вывод первого стабилитрона и вторая клемма питания блока обратной связи соединена с второй входной клеммой, средняя точка второго делителя подсоединена к первому выходу первого переключающего блока, третий делитель подключен меж ду вторыми клеммами питания дифференциальных усилителей и второй выходной клеммой, причем его средняя точка соединена с вторым входом вспомогательного дифференциального усилителя, первый вход второго переключающего блока соединен с вторым выходом первого переключающего блока, а второй — с выходом дифференциального усилителя защиты, первый выход второго переключающего блока подключен через третий диод к управляющему электроду последовательного регулирующега элемента, а второй — к средней точке четвертого делителя, включенного между первой выходной клеммой и вторыми клеммами питания дифференциальных усилителей, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 508?82, кл. G 05 F 1/58, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 509869, кл. б 05 F !/58, 1976.