Стабилизатор напряжения с защитой от токовой перегрузки

СОЮЗ СОВЕтСНиХсоциАлистичесниРЕСПУБЛИК1)З 005 Р ГОСУД по изо ПРИ М ИЯ 73-050 дРственнцй номитет етениям и отнРьпиям СССР ИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение вустройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора путем защиты его от токовыхперегрузокСтабилизатор содержит. Ф2последовательно соединенные регулирующий элемент 1, дроссель 2 с замыкающим диодом 21, двухвыходной датчик тока 3 и выходной конденсатор, Прй перегрузке по току сигналом с первого выхода датчика тока 3 включается первый управляющий транзистор 13, через оптрон 18 конденсатор 20 подключается к управляющему входу регулирующего элемента 1 ц точке соединения регулирующего элемента 1 и дросселя 2, Стабилизатор переходит из непрерывного в импульсный режим работы При дальнейшем увеличении перегрузки сигнал с второго выхода датчика тока 3 включает второй управляющий транзистор 17 и через оптрон 14. выдается сигнал на отключение регулирующего элемента 1. 1 ил,164411 30 Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.Цель изобретения - повьппение надежности путем защиты от токовыхперегрузок.На чертеже приведена схема стабилизатора.10Стабилизатор содержит последовательно включенные в силовую шинурегулирующий элемент 1, дроссель 2,двухвыходной датчик 3 тока, на первом 4 и втором 5 элементах и выходной конденсатор 6, управляюший входрегулирующего элемента 1 через первый резистор 7 соединен с коллекто-,ром транзистора 8 усилителя постоянного тока, база которого подключенак выходу делителя выходного напряжения на резисторах 9 и 10, а эмиттер - к выходу источника основногонапряжения на стабилитроне 11 и втором резисторе 12, первый управляющий транзистор 13 подключен эмиттерным переходом к первому выходу датчика 3 тока (к элементу 4), а коллектором через Фотоизлучатель оптрона 14 и первый ограничительныйрезистор 15 первого исполнительногоэлемента - к общей шине, фотоприемник оптрона 14 через второй ограничительный резистор 16 включен междуобщей шиной и управляющим входом35регулирующего элемента 1, второйуправляющий транзистор 17 подключенэмиттерным переходом к второму выходу датчика тока на последовательно. соединенных элементах 4 и 5, а коллектором - к общей шине через Фотоизлучатель оптрона 18 и ограничитель- .ный резистор 19 второго исполнительного элемента, фотоприемник оптрона18 через конденсатор 20 включен меж 45ду управляющим входом регулирующегоэлемента 1 и точкой ссединения регучлирующего элемента 1 с дросселем с.и первым выводом диода 21, другойвывод которого подключен к общей50шине, а дополнительный вход регулирующего элемента 1 соединен с общейшиной через третий резистор 22.Стабилизатор работает следующимобразом,Питающее напряжение через регу 55лирующий элемент 1, дроссель 2 идатчик 3 тока поступает в нагрузку23, Снимаемое с выхода напряжение 3 1поступает через делитель обратной связи на резисторах 9 и 10 на базу усилителя постоянного тока на транзисторе 8, В усилителе постоянного тока напряжение сравнивается с опорным напряжением, снимаемым со стабилитрона 11, усиливается и подается на управляющий вход регулирующего элемента 1. Последний работает в линейном режиме, те, работает как управляемое сопротивление, и вся избыточная мощность источника выделяется на нем, Рабочая точка при этом находится в среднем участке нагрузочной характеристики и может занимать любое промежуточное положение. Такой режим характеризуется более низким КПД, чем импульсный режим, но зато пульсации выходного напряжения имеют низкие значения.В нормальном режиме работы (когда нет перегрузки) падения напряжения на элементе 4, а также элементах 4 и 5 (общем сопротивлении) датчика 3 тока недостаточно для отпирания управляющих транзисторов 13 и 17. Датчик 3 тока может быть выполнен на различных элементах и по различным схемам, При возрастании тока нагрузки и достижении заданного тока перегрузки, что задается, например, суммарным сопротивлением элементов 4 и 5 датчика 3 тока, отпирается транзистор 17 и через его коллекторно-эмиттерный переход получает питание источник света оптрона 18. При этом срабатывает его Фотоприемник, подключая конденсатор 20 к базе регулирующего элемента 1, Стабилизатор переходит в импульсный режим работы, и рассеиваемая мощность на нем значительно уменьшается При работе стабилизатора в режиме непрерывного тока напряжение на датчике 3 тока значительно меньше, чем у стабилизатора,. работающего в режиме прерывистого тока и недостаточно для срабатывания транзистора 13 и оптрона 14, В таком режиме стабилизатор работает, пока не снизится или не возрастет ток перегрузки, В импульсном режиме стабилизатор может работать продолжительное время, так как рассеиваемая мощность значительно снижена, однако пульсации выходного напрякения.возрастают. Импульсный режим работы обеспечивает 1644113ся временем заряда и разряда конденсатора 20 и диодом 21, выполняющим роль коммутирующего диода. Время разряда конденсатора 20 регулируется транзистором 8 усилителя постоянного тока в зависимости от выходного напряжения. В этом режиме регулирующий элемент 1 работает как переключатель, которьп, периодически замыкаясь, пропускает ток, а затем размыкается, В первый момент, когда конденсатор 20 разряжен, маломощньп транзистор регулирующего элемента 1 открыт, а мощный транзистор закрыт и находится в таком состоянии до тех пор, пока заряжается конденсатор 20, Его заряц происходит по цепи: плюс источника, нагрузка, датчик 3 тока, дроссель 2, конденсатор 20, фотоприемник оптроня 18, база-эмиттер маломощного транзистора регулирующего элемента 1, минус источника. Когда конденсатор 20 зарядится, происходит лавинообразный процесс опрокидывания и маломощный транзистор закрывается, а мощный транзистор открывается,Прц этом конденсатор 20 начинает разряжаться по цепи: конденсатор 20, фотоприемник оптрона 18, резистор 7, коллектор-эмнттер транзистора 8, стабилитроц 11, нагрузка, датчик 3 тока, дроссель 2, конденсатор 20. При достижении нулевого потенциала на конденсаторе 20 маломощный транзистор регулирующего элемента 1 выходит из отсечки в активную область, После этого происходит снова процесс опрокидывания, в конце которого маломощный транзистор регулирующего элемента 1 открывается, а мощный транзистор запирается.В случае снижения тока нагрузки стабилизатор переходит в нормальный режим работы, т.е, работает снова в линейном режиме, При этом закрываются транзистор 17 и оптрон 18, В случае возрастания тока нагрузки и достижения заданного допустимого значения большого тока перегрузки или короткого замыкания, что задается элементом 4 датчика 3 тока, срабатывает транзистор 13 и источник света оптрона 14 получает питание Срабатывает его фотоприемник, соединяя базу маломощного транзистора регулирующего элемента 1 через резистор 16 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 с общей шиной, При этом открываетсямаломощный и запирается мощный транзисторы регулирующего элемента 1.Запирание регулирующего элемента 1приводит к обесточиванию нагрузки,т,е, обеспечивается ее защита. Формула изобретенияСтабилизатор напряжения с защитой от токовой перегрузки, содержащий последовательно включенные в силовую шину регулирующий элемент и дроссель, управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор подключен к коллектору транзистора усилителя постоянного тока, база. которого соепинена с выходом делителя напряжения, включенного параллельно выходному конденсатору, я эмиттер подключен к выходу источника опорного напряжения на втором резисторе и стабилитроне, дополнительный вход регулирующего элемента через третий резистор соединен с общей 1 шной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьшения надежности путем защиты от токовых перегрузок, в него введены двухвыходной датчик тока, двя управляющих тряцзисторя, двя исполнительных элемента ца оптронах, диод, конденсатор, причем датчик тока включен в выходную шину, диод включен между общей шиной и точкой соединения регулирующего элемецта и дросселя, первьп упрявляюппц 1 транзистор подключен эмиттерным переходом к первому выходу датчика тока, а коллектором через Ьотоизлучятель оптроца и первый ограццчительцьп резистор первого исполнительного элемента - к общей пппе, фотоприемцик оптроца первого исполнительного элемента через второц ограничительный резистор включен между общей пптной и управляющим входом регулирующего элемента, второй упрявляюппш транзистор подключен эмиттерным переходом к второму выходу датчика тока, а коллектором через фотоизлучятель оптрона и огранцчптсльцый резистор второго исполнительного элсмецта к общей шине, фотоприемник оптроца второго исполнительного элемента через конденсатор включен между управляющим входом регулирующего элемента и точкой соединения дросселя с регулирующим элементом.