Регулируемый стабилизированный источник питания

СОЮЗ ССЕЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ. РЕСПУБЛИК 02 191 Р 1/569 ОМИТЕТ СССЕНИЙ И ОТКРЫ ГОСУД АРСТВЕННЬ 1 И ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ е исю ВАННЫЙ и ре 1 ч ще ния рма(21) 3833711/24-07(56) Авторское свидетельство СССВ 378820, кл. С 05 Р 1/58, 1973.Патент США У 3506905,кл. Н 02 М 7/12, 1970.(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗИРОИСТОЧНИК ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к стализированным источникам питания.Целью изобретения является обеспение защиты от перегрева регулируюго элемента и перенапряжения прикоротком замыкании. Источник питасодержит два контура стабилизацииПервый контур выполнен на трансфо торе 2 сети, тиристорном выпрямит1 и цепи управления. Второй контувыполнен на регулирующем элементецепи обратной связи по току и цепобратной связи по напряжению. Целдостигается тем, что в источник ввдены датчик 14 температуры, релейэлемент 12 и элемент 13 сравненияПри перегреве регулирующего элемеуменьшается сопротивление терморетора 16. Это приводит к срабатыванэлемента 13 и отключению с помощьрелейного элемента 12 питания отгулирующего элемента 4. После остьвания источник включается автоматчески. При пробое элемента 4 выхоной сигнал датчика 14 мгновенноуменьшается и, как в случае перегва, происходит отключение источка, 1 ил.1 123Изобретение относится к системам регулировав:.я электрических величин по замкнутому контуру, снабженным средствами защиты от перенапряжения, перегрузок по току и превышения температуры, и может быть использовано в устройствах для стабилизации и регулирования в широком диапазоне напряжения питания или тока нагрузки радиоэлектронной аппаратуры.Цель изобретения - обеспечение защиты от перегрева регулирующего элемента и перенапряжения при его коротком замыкании.На чертеже дана структурная схема предлагаемого источника питания.Регулируемый стабилизированный источник питания содержит два контура стабилизации, Первыйконтур - тиристорный регулятор - выполнен на тиристорном выпрямителе 1, подключенном че рез трансформатор 2 к сети, На выходе выпрямителя 1 установлен фильтр 3, например, в виде конденсатора, Второй контур устройства - компенсационный стабилизатор - содержит регулирующий элемент,4, выполненный, например, на транзисторе. Оба контура охвачены элементами отрицательной обратной связи; первый каскад - обратной связью по. падению напряжения с регулирующего элемента 4, включающей датчик 5, выход которого соединен через блок 6. фазового управления с входом управления тиристорного выпрямителя 1; второи каскад - обратной связью по току (с помощью датчика 7 тока, включенного между выходом регулирующего элемента 4 и выходом источниКа, выход которого подсоединен через усилитель 8 и блок 9 разделения к управляющему входу регулирующего элемента 4) и напряжению (посредством датчика 10 напряжения, включенного параллельно выходу источника, выход которого через усилитель 11 соединен с вторым входом блока 9 разделения). Новым в источнике являются элементы, предохраняющие его от перенапряжения на выходе в аварийных режимах. С этой целью источник дополнительно снабжен релейным элементом 12, раэмыкающие контакты которого включены между выходом фильтра 3, и входом регулирующего элемента 4, элементом 13 сравнения, выход которого соединен с релейным элементом 12, и датчиком 14 температуры, состоящим из пос 9702 40 50 5 10 15 20 25 30 35 ледовательно соединенных резистора 15 и терморезистора 16, подключенных общим выводом к первому входу элемента сравнения 13, второй вход которого соединен с выходом регулирующего элемента 4. При этом свободные выводы резистора 15 и терморезистора 16 соединены с входом и выходом регулирующего элемента 4.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Напряжение сети поступает через трансформатор 2 на тиристорный выпрямитель 1, выпрямляется им и фильтруется фильтром 3, Через нормально замкнутые контакты релейного элемента 12 это напряжение поступает на регулирующий элемент,4, который благодаря действию обратной связи через датчик 1 О напряжения, усилитель 11 и блок 9 разделения на свой управляющий вход устанавливает и стабилизирует на выходе источника требуемое напряжение, Величина этого напряжения выставляется датчиком 10. Разность напряжения(падение напряжения) между входом и выходом регулирующего элемента 4 при этом поддерживается постоянной благодаря действию обратной связи через датчик 5 и блок 6 фазового управления на управляющий вход тиристорного выпрямителя 1.Переход источника в режим стабилизации тока нагрузки происходит автоматически при достижении нагрузки уровня, установленного датчиком 7. При этом выходной сигнал этого датчика через усилитель 8 и блок 9 разделения действует на управляющий вход регулирующего элемента 4, подцерживая ток нагрузки на заданном уровне. Цепь регулировки выходного напряжения в это время отключена блоком 9 разделения.Независимо от режима работы второго контура стабилизации первый контур поддерживает постоянное падение напряжения на регулирующем элементе второго контура, обеспечивая минимальную мощность рассеивания на неми оптимальный КПД источника.Предлагаемое построение источникапитания обеспечивает автоматическиего защиту от перегрузки, так как даже при коротком замыкании цепь обратной связи по току ограничивает выходной ток на уровне, установленномдатчиком 7, а первый контур стабили1239 ВНИИПИ Заказ 3396/49 Тираж 836 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зации устанавливает минимальное падение напряжения на регулирующем элементе. При этом, если мощность рассеивания тепла элемента 4 выбранаправильно, источник может выдержать длительный режим короткого замыкания.Однако на практике не исключаетсяперегрев регулирующего элемента, например из-за ухудшения со временемтеплового контакта. Кроме того, при 1 Онеобходимости уменьшения массогабаритов источника мощность рассеиваниятепла выбирается исходя из средней,а не из максимальной, нагрузки источника. В этом случае в предлагаемомустройстве перегрев регулирующегоэлемента выше допустимого уровня.приводит к уменьшению сопротивления терморезистора 16. При этом на выходе датчика 14 температуры уменьшается потенциал по отношению к выходному напряжению регулирующего элемента, что приводит к срабатыванию элемента 13 сравнения и отключению с помощью релейного элемента 2 питания с регу лирующего элемента 4, т,е. к отключению источника. После остывания регулирующего элемента источник включается автоматически.В случае же аварии источника, например пробоя на короткое замыканиерегулирующего элемента 4, выходнойсигнал датчика 14 температуры мгновенно уменьшается и, аналогично случаю перегрева, происходит отключениеисточника.Таким образом, предлагаемый источник питания с широким диапазоном регулирования стабилизированных напряжений и токов нагрузки имеет комп 40лексную защиту как собственной схемыот перегрузки и перегрева, так и защиту нагрузки от перенапряжения. Приэтом защита от перегрузки обеспечивается элементами стабилизации тока15нагрузки и может устанавливаться налюбом уровне в диапазоне регулировкиэтого тока. А вновь введенные элементы обеспечивают защиту как от перегревания источника, так и защиту на 50грузки от перенапряжения при любомрежиме работы источника (стабилизации напряжения или тока) и при любыхвеличинах выходного параметра, При О 2 4этом нет необходимости в какой-либо перестройке уровня срабатывания защиты, ее быстродействие - максимальное за счет особенности включения датчика между входом и выходом регулирующего элемента, а отключение релейным элементом входа регулирующего элемента от фильтра тиристорного выпрямителя исключает выброс выходного напряжения при пробе регулирующего элемента. В результате повышается надежность источника и безопасность подключенной нагрузки. Формула изобретения Регулируемый стабилизированный источник питания, содержащий тиристорный выпрямитель, вход которого через понижающий трансформатор соединен с входными выводами, а выход - с фильтром, последовательно включенные в силовую шину регулирующий элемент и датчик тока, причем параллельно регулирующему элементу подключен датчик падения напряжения, выход которого через блок фазового управления подключен к управляющему входу тиристорного выпрямителя, а выход датчика тока соединен через усилитель обратной связи по току с первым входом блока разделения, к второму вХоду которого подключен выход усилителя обратной связи по напряжению, вход которого соединен с выходом датчика напряжения, подключенного параллельно выходу источника, а выход блока разделения соединен с входом регулирующего элемента, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью обеспечения защиты от перегрева регулирующего элемента и перенапряжения при его коротком замыкании, в него введены релейный элемент,размыкающие контакты которого включены между выходом фильтра и силовым входом регули- . рующего элемента, последовательно соединенные резистор и терморезистор, подключенные параллельно регулирующему элементу, и элемент сравнения, выход которого соединен с управляющим входом релейного элемента, а выходы подключены к выводам терморезистора.