Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перенапряжения

 

(72) Автор изобретения

С. Г. Бузыкин

Московский ордена Ленина энергетиче и итут

1 (7I ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты нагрузок, чувствительных к перенапряжениям.

Известны.устройства защиты от перенапряжений, содержащие пороговое устройство (как правило стабилитрон) и управляемый им исполнительный элемент (чаще всего тиристор) (1) .

Однако такие устройства защиты нель"

10 зя применить на входе стабилизаторов напряжения с регулируемым выходным напряжением из-за невозможности плавной перестройки их порога срабатывания.

Наиболее близким по своей техни15 ческой сущности к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перенапряжений, содержащий регулятор, включенный в одну из силовых шин, усилитель рассогласования, выходом соединенный с управляющим входом регулятора, первый источник опорного напряжения, подключенный к одному из входов усилителя рассогласования, регулируемый делитель напряжения, подключенный к выходным выводам и сред-. ним своим выводом соединенный с другим входом усилителя рассогласования, и узел защиты, состоящий из исполнитель. ного элемента, второго источника опорного напряжения и сравнивающего элемента, выход которого соединен с управляющим входом исполнительного элемента, а один из его входов подключен к одному из выводов второго источника опорного напряжения j23.

Однако в известном устройстве при регулировке выходного напряжения необходимо подстраивать регулируемый делитель таким образом, чтобы настроить порог срабатывания на заданное процентное превышение выходного напряжения. Это вызывает известные затруднения при работе с универсальными ста« билизаторами с регулируемым выходным напряжением, усложняет источник питания в целом и затрудняет его микроминиатюризацию из-эа необходимости вве89243 дения отдельного источника опорного напряжения, дополнительного регулируемого делителя и второй цепи обратной связи, Цель изобретения — обеспечение независимости относительного уровня срабатывания защиты от выходного напряжения и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного на- 1р пряжения с защитой от перенапряжения другой вывод источника опорного напряжения соединен с тем выводом первого источника опорного напряжения, который подключен ко входу усилителя рассогласования, а другой вывод сравнивающего элемента узла защиты соединен о средним выводом регулируемого делителя напряжения.

На чертеже представлена функциональ-, ная схема стабилизатора постоянного напряжения с защитой от перенапряжений.

Устройство содержит регулятор 1, включенный в одну из силовых шин, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя 2 рассогласования.

Один из входов усилителя 2 подключен к первому источнику 3 опорного напряжения, а другой его вход соединен со средним выводом регулируемого делителя 4 напряжения, включенного на выходе стабилизатора.

Узел защиты состоит из исполнительного элемента 5, управляющий вход которого соединен с выходом сравнива35 ющего элемента 6, Один из входов элемента 6 соединен со средним выводом делителя 4 напряжения, а другой его вход соединен через второй источник 7

40 опорного напряжения с первым источником 3 опорного напряжения, с тем его выводом, которьй подключен ко входу усилителя 2 рассогласования.

Стабилизатор работает следующим

06p8S0M

На один из входов сравнивающего элемента 6 подается напряжения, равное сумме напряжений источников 3 и 7, а другой его вход соединен с делите.— лем 4 в цепи обратной связи защищаемого стабилизатора. При превышении напряжения, снимаемым с делителя 4, суммарного напряжения источников 3 и 7 элемент сравнения включает исполни- N тельный элемент 5 (его роль может вы:.полнять любое ключевое устройство), который аунтирует выход стабилизато5 4 ра, уменьшая таким образом возникшее перенапряжение.

Для любого компенсационного стабилизатора при отсутствии неконтролируемых превышений напряжения (например, вследствии сброса части нагрузки) справедливо условие

Нион = VOc = " Н вых где Н „,Н с — соответственно напряжения источников опорного напряжения и напряжение на делителе в цепи обратной связи;

cL — его коэффициент деления.

При этом на входах сравнивающего элемента 6 напряжения соответственно равны

VsK 4он %ап их = Нос = НВь, х=Нион (Нвх, где V п- напряжение второго источника 7 °

Т.е. при отсутствии перенапряжения сравнивающий элемент 6 независимо от выходного напряжения стабилизатора всегда выключен и узел защиты не влияет на выходное напряжение стабилизатора.

При возникновении перенапряжения

M.oH с VÎñ и при %он+ Н щ = \/осу защиты сработает. Выходное напряжение, при котором это происхо1;ит, р®оно

Ъь1х,ъ= М./ - (VHt, АКОП)

Из условия нормальной работы стабилизатора получим

Ч алых с> ых Аоп ЬЫх

ИОН т.е. относительное превышение напряжения на выходе стабилизатора не зависит от его выходного напряжения, определяется отношением напряжения источника 7 к напряжению источника 3 и может быть установлено равным любой типовой допустимой величине (напри— мер )OX-ным при питании микросхем) .

Использование .предлагаемого устройства позволяет обеспечить независимость относительного уровня сра6атывания защиты от выходного напряжения стабилизатора, упростить источник питания за счет использования уже имеющихся в его составе источника опорного напряжения и регулируемого делителя, упростить обслуживание источника питания за счет отсутствия

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 11258/72 Тираж 943 Подписное

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

5 8924 дополнительной подстройки порога срабатывания защиты.

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перенапряжения, содержащий регулятор, включенный в одну иэ силовых шин, усилитель рассогласо- 10 вания, выходом соединенный с управляющим входом регулятора, первый источник опорного напряжения, подключенный к одному из входов усилителя рас- . согласования, регулируемый делитель 15 напряжения, подключенный к одному иэ входов усилителя рассогласования, ре-. гулируемый делитель напряжения, подключенный к выходным выводам и средним своим выводом соединенный с дру- ур гим входом усилителя рассогласования, и узел защиты, состоящий из исполнительного элемента, второго источника

4 опорного напряжения и сравнивающего элемента, выход которого соединен с р управляющим входом исполнительного элемента, а один иэ входов подключен к одному иэ выводов второго источника опорного напряжения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обес" печения независимости относительного уровня срабатывания защиты от выходного напряжения и упрощения, другой выход второго источника опорного напряжения соединен с тем выводом первого источника опорного напряжения, который подключен ко входу усилителя рассогласования, а другой вывод сравнивающего элемента узла защиты соединен со средним выводом регулируемого делителя напряжения.

Ис точ ники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 588540, кл. Q 05Г 1/58, 1976.

2. Китаев B.Е., Левинзон С.В.Электрическая защита полупроводниковых источников питания. М., "Связь", 1977, с. 115, рис. 4.la.