Транзисторный регулятор напряжения

(19)П 1) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК З(51) Н 02 М 7 537 Н 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) ТРАНЗИ ПРЯЖЕНИЯ, содер мостовую схему управления, вых тельно общей ши единены с управ вых ключей, при налей мостовой ник питания, со СТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НА- жащий соединенные в силовые ключи и блок оды которого относины по отдельности соляющими цепями силоэтом в одну .из диаго схемы включен источединенный одним выГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(46) (72) (53) (56) матик изд-в рис,2 тике издрис.3 9 76 водом с общей шиной, а другая имеет выводы для подсоединения нагрузкио т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности путемобеспечения защиты от коротких замыканий в цепи нагрузки с последующейиндикацией состояния, в него введены два развязывающих диода, два ин"вертирующих каскада, элемент совпадения, триггер с запускающим элементом, элемент индикации и блокирующиетранзисторы, при этом входы инвертирующих согласующих каскадов относительно общей шины по отдельности через развязывающие диоды соединены свыводами для подсоединения нагрузки,а их выходы подключены к входам элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом триггера, выход которого в свою очередьсоединен с элементом индикации и через блокирующие транзисторы - с управляющими цепями двух силовых ключей, подключенных выходными выводами к общей шине.Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в мостовых регуляторах напряжения, работающих в импульсном режиме.Известны регуляторы напряжения, содержащие мост силовых ключей, блом управления и узел защиты от перегрузок по току Г 13 и Г 2.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является транзисторный регулятор напряжения, содержащий соединенные в мостовую схему силовые ключи и блок управле. ния,выходы которого относительно общей шины по отдельности соединены с управляющими цепями силовых ключей,15 при этом в одну из диагоналей мостовой схемы включен источник питания, соединенный одним выводом с общей ши ной, а другой имеет вывод для подсоединения нагрузки Г 3. 20Недостатком известного устройства является то, что при аварийном коротком замыкании нагрузка полностью не отключается,.что приводит к снижению надежности25Цель изобретения - повыщение надежности путем обеспечения защиты от короткого замыкания в цепи нагрузки с последующей индикацией состояния, ЗОПоставленная цель достигается тем, что в транзисторный регулятор напряжения введены два развязываЮщих диода, два инвертирующих согласующих каскада, элемент совпадения, триггер с запускающим элементом, элемент индикации и блокирующие транзисторы, при этом входы инвертирующих согласующих каскадов относительно общей шины по отдельности через развязывающие диоды соединены с выводами регулятора для подсоединения нагрузки, а их выходы относительнообщей шины подключены к входам элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом триггера, выход ко торого в свою очередь соединен с элементом индикации и через блокирующие,транзисторы - с управляющими цепями двух силовых ключей, подключенных выходными выводами к общей р шине. 10 На чертеже изображена функциональная схема транзисторного регулятора напряжения.Устройство содержит транзисторные силовые ключи 1-4, соединенные в мостовую схему, управляющие входы которых подключены к блоку 5 управления, при этом в одну из диагоналей мостовой схемы включен источник б питания,бО соединенный одним выводом с общей шиной 7, а другая имеет выводы 8 и 9 для подсоединения развязывающих диодов 10 и 11 и нагрузки 12, другие выводы развязывающих диодов по от- у дельности подсоединены к входам согласующих инвертирующих каскадов 13 и 14, выходы которых подсоединены с входами схемы 15 совпадения, выход которой соединен с управляющим входом триггера 1,6, другой вход триггера соединен с выходом запускающего устройства 17, а выход триггера соединен с элементом 18 индикации и с входами блокирующих транзисторов 19 и 20, которые подсоединены коллекто" рами к управляющим цепям силовых ключей 2 и 4 соответственно.устройство работает следующим образом.Транзисторный регулятор напряжения может работать в нормальном режиме и режиме короткого замыкания.В нормальном режиме включающие сигналы с блока 5 управления поступают или на силовые ключи 1 и 4, или на ключи 2 и 3. Под действием этих ,сигналов ключи замыкаются и через нагрузку течет ток по цепи: плюс ис- точника б питания - ключ 1 - нагрузка 12 - ключ 4 - общая шина 7 либо в том же соответствии через ключи 2 и 3. Через диод 11 и замкнутый ключ 4 также протекает ток, при этом выходной транзистор инвертирующего согласующего каскада 14 заперт. На выходе этого каскада образуется сигнал высокого уровня, что соответСтвует логической 1 ф. Диод 10 пропускает ток, так как на его катод подается положительное напряжение относительно общей шины. На выходе сог" ласующего инвертирующего каскада 13 образуется сигнал низкого уровня, что соответствует логическому ффОф, На входе схемы 15 совпадения с инвертирующего согласующего каскада 13 поступает сигнал, равный логическому 0, а с выхода инвертирующего согласующего каскада 14 - сигнал, равный логической 1. В результате на выходе элемента 15 совпадения образуется сигнал, соответствующий логическому О, Этот сигнал посту- пает на вход триггера 1 б и не переводит его в другое состояние, при этом на выходе триггера сигнал соответствует логическому 0. Такое состояние триггера обеспечивается элементом запускающего устройства 17 при подаче на регулятор напряжения с источника б питания. Низкий потенциал с выхода триггера, соответствующий логическому фОф, не включает элемент 18 индикации и блокирующие транзисторы 19 и 20, которые не препятствуют прохождению включающих сигналов на входы ключей 4 или 2 и не влияют на переключение мостовой схемы. В режиме короткого замыкайия нагрузка при поступлении, например,1046880 НИИПИ Заказ 7748/ краж 687 Подписно илиал ППП "Патент",.Ужгород,ул.Проектна сигналов с блока 5 управления на си-ловые ключи 1 и 4 и при состоявшемся коротком замыкании. нагрузки 12происходит возрастание тока череззамкнутые ключи 1 и 4. Вследствиетого, что базовые токи силовых транзисторов ключей 1 и 3 выбраны несколько меньше, чем базовые токи силовых транзисторов ключей 2 и 4,силовой транзистор ключа 1 выходит врежим ограничения тока и к нему . , 1 Оприлагается почти все напряжениеис-,точника б питания, в то время каксиловой транзистор ключа 4 полностьюоткрыт. Такое состояние приводит ктому, что через диоды 10 и 11 тран-. ". 15зистор ключа 4 обеспечивает шунтирующее воздействие на управляющие цепи транзисторов согласующих инвертирующих каскадов 13 и 14, в результа-те чего с их выходов на входы эле"мента 15 совпадения поступают сигналы, соответствующие логической1, что приведет к появлению навыходе элемента 15 сигнала, .соответствующего логической 1. При этом 5триггер 16 изменяет свое состояние ис его выхода на элемент 18 индикации и блокирующих транзисторов 19 и20 поступает высокий потенциал, соответствующий логической 1. Этоприводит к включению индикатора эле:мента 18 индикации, а также к включению транзисторов 19 и 20, которыешунтируют прохождение сигналов наключи 2 и 4. В результате выключается ключ 4 и отключает источник б питанияВключение ключа 2 не происходит, в результате чего мостовая схема обесточена. Для того, чтобы обеспечить вновь нормальный режим, необходимо отключить источник 6 питания от регулятора, устранить короткое замыкание в нагрузке и вновь подключить источник 6 питания. При этом триггер 16 через элемент 17 запуска устанавливают в исходное состояние, а устройство подготавливают к нормальному ФункционированиюБлагодаря введению в регулятор напряжения средств защиты от аварийной ситуации типа короткого замыкания повысилась надежность устройства.При эксплуатации предлагаемых регуляторов наиболее часты выходы их из строя по причине токовых перегрузок и аварийных коротких замыканий в нагрузке. При этом вероятность выхода из строя во втором случае больше, чем в первом, так как режим более напряженный для регулятора. Обеспечение укаэанных средств защиты от аварийного короткого замыкания позволяет не только предотвратить аварийный режим, но и обеспечить в принципе защиту от перегрузки по току. При этом по сравнению с базовым объектом время безотказной работы предлагаемого регулятора увеличивается в б раз, что приводит к повышению его надежности.