Стабилизатор постоянного напряжения с защитой

(и 691821Ю Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоцкалистнческихРеспублик(21) 250018 ееуаарстееннмй квинтет СССР ае дезам нзебретеннй н етнрктнй(23) Приорит ень 38 ковано 15.10,79, Бюлл 53) УДК 621.3 6. 722,1 (088,8) 5.10.79 а опубликова описан ечн зобретеии ибирский институт земного магнетизма, ионосф и распространения радиоволн СО АН СССР(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЛиттерн ллельн унк Предлагаемое устройство относится к об тельного трайзистора, базо-эм ый пеласти промышленной электроники и может реход которого включен пара о датнайти применение в источниках электропи- чику тока 12,тания различной аппаратуры. Данная схема защиты неприменима вИзвестен стабилизатор постоянного на- стабилизаторе с регулировкой выходного напряженй с защитой от токовых перегрузок, ф пряжения, так как датчик температуры подсодержащий регулирующий элемент и дат- вержен перенапряжениям на. входе стабичик тока 1), Однако данный стабилизатор лизатора. При перегрузке не происходит полне снабжен температурной защитой, ного отключения, стабилизатора, что сниНаиболее близким техническим решением жает надежность .защищаемого элемента. . к данному изобретению является стабили- т 0 Кроме того, порог срабатывания защиты затор постоянного напряжения с защитой, определяется суммой выходных токов датсодержащий последовательно включенный в чиков температуры и тока нагрузки, вслед- силовую шину составной регулирующий эле- ствие чего зависимость порога от темпера. мент, база которого подключена к выходу туры изображается гладкой кривой. В то усилителя постоянного тока; один из вхо- же время, зависимость .предельно допустидов которого подключен к выходу регули- тз мой мощности от температуры имеет вид руемого делителя, а другой - к выходу ис- ломаной. В результате защита срабатывает точннка опорного напряжения, входы кото- при значениях рассеиваемой на регулируюрых подключены к выходным выводам, а щем элементе мощности заметно меньших блок для защиты, состоящий из датчика допустимых., температуры, один из входов которого под- Все это приводит к ограничению функключен к одному из входных выводов, а вц- диональных возможностей схемы.ход - к эмиттеру суммирующего транзис-. Цель изобретения - расширение ф тора, датчика тока, включенною последбЬа цнональнцх возможностей схемы стаб тельно с регулирующим элементом, усили затора.Поставленная цель достигается тем, чтов стабилизаторе постоянного напряженияс защитой 2 другой вход датчика температуры подключен к выходу регулирующего элемента и к плюсу вновь введенногодополнительного источника напряженияминус которого через первый дополнительныйрезистор подключен к коллектору суммирующего транзистора и непосредственно-к ка. тодам дополнительно введенных тиристоров,аноды которых объединены и подключены кодному из концов обмотки дополнительно" введенного реле, другим концом подключен.ного к выходу регулирующего элемента; 0через второй дополнительный резисторк коллектору усилительного транзистора,эмиттер которого через дополнительный третий резистор подключен к выходу датчикатемпературы и через дополнительный диод-,квыходу усилителя постоянного тока, причем, управляющие электроды указанных тиристоров подключейы к коллекторам суммирующего и усилительного транзисторов, кроме того, датчик температуры выполнен нарезисторе, один вывод которого использованв качестве первого указанного входа, ста-.бисторе, катод которого использован в ка честве второго указанного входа, и термисторе, один вывод которого использованв качестве выхода, а другой - подключенк другому выводу резистора и аноду стабистора,На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения с защитой.Стабилизатор содержит источник опорного напряжения 1 и регулируемый делитель 2, входами подключенные к выходнымвыводам, а выходами - к входам усилителя постоянного тока 3, резисторы 4 и 5,последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент на транзисторах6 и 7, дополнительный источник 8, плюс которого подключен ко входу датчика емперату.ры на термисторе 9, один вывод которогоподключен к аноду стабистора 10 и резистору 11, а другой вывод подключен к эмиттерусуммирующего транзистора 2, коллекторкоторого через резистор3 подключен к минусу источника 8, тиристоры 14 и 15, анодыкоторых объединены и подключены к одномуиз концов обмотки реле 16 с контактом 17,конденсаторы 8 и 19, датчик тока 20, включенный последовательно с регулирующимэлементом и шунтируемый база-эмиттерным переходом усилительного транзистора21, коллектор которого через резистор 22подключен к минусу источника 8, а эмиттерчерез резистор 23 подсоединен к выходудатчика температуры н через диод 24 - квыходу усилителя постоянного тока 3, кнопку 25,Стабилизатор работает следующим образом,Ток, протекающий через нагрузку и датчик тока 20, вызывает падение напряжения на нем, приложенное к переходу база эмиттер транзистора 21 и управляющее коллекторным током транзистора. В результате, при определенной величине тока нагрузки, напряжение между управляющим электродом и катодом тиристора 15 становится достаточным для того, чтобы он зажегсяи подал напряжение источника 8 на обмотку реле 16, вследствие чего размыкаются контакты 17 и вся схема отключается. Для повторного включения достаточно разомк нуть цепь кнопкой 25.С другой стороны, увеличение температуры регулирующего элемента приводит к уменьшению сопротивления термистора 9, Поскольку на аноде стабистора О присутствует постоянный, независящий от выходного напряжения стабилизатора, неболь.шой положительный потенциал относительно катодаувеличение температуры привов дит к увеличению тока, втекающего в эмиттер транзистора 12. Этот ток складываетсяс током, пропорциональным нагрузочному, втекающим со стороны резистора 23. Когда сумма токов превысит определенную величину, зажжется тиристор 14 и стабилизатор откл юч ится.Порог срабатывания защиты в целомопределяется наименьшим из порогов чистотоковой и температурно-токовой защит, при этом результирующая зависимость его от температуры имеет вид ломаной: до определенной температуры полог постоянен, а выше нее - практически (при соответствующем типе термистора) уменьшается, то есть имеет такой же вид, как и зависимость предельно допустимой мощности от температуры. Это позволяет максимально использовать мощность регулирующего элемента во всем диапазоне температур. В стабилизаторе датчик температуры не подвержен влиянию входных перенапряжений, поскольку он 4 ф подключен к выходу регулирующего элемента. Работа схемы защиты не зависит от выходного напряжения, так как питание датчика температуры дополнительно стабилизировано, а остальные элементы питаются от отдельного источника. При кратковременных выбросах тока натруэки отключения стабилизатора не происходит, поскольку управляющие электроды тиристоров 14 и 15 блокируются конденсаторами 18 и 19, а токнагрузки при этом ограничивается при помоо щи диода 24, который, открываясь, подзапирает транзистор 6.Использование дополнительного источника питания и описанные изменения в схемах сумматора и датчика температуры выгодно отличают стабилизатор от указанного прототипа, так как обеспечивается возможность регулировки выходного напряжения, более полно используется мощность регули691821 формула изобретения ЦН И И П И Заказ 6216/Зй Тнраж 101 Г фнлнал П П П с Патенте, г, Ужгород, ул. Пода тная, 4рующего элемента, улучшается, защищенность датчика температуры от перенапряжений на входе стабилизатора, при перегрузке обеспечивается полное отключение устройства. Особенно эффективным должно быть применение описанной схемы в стабилизаторах с регулировкой выходного напряжения и стабилизаторах, работающих в широком температурном диапазоне. Кроме того, предлагаемая схема зашиты применима в стабилизаторах тока и активных сглаживающих фильтрах. 1. Стабилизатор постоянного напряжения с защитой, содержащий последовательно включенный в силовую шину составной регулирующий элемент, база которого подключена к выходу усилителя постоянного тока, один из входов которого подключен к выходу регулируемого делителя, а другой - к выходу источника опорного напряжения, входы которых подключены к выходным выводам, и блок для защиты, состоящий из датчика температуры, один из входов которого подключен к одному нз входных выводов, а выход - к эмиттеру суммирующего транзистора, датчика тока, включенного последовательно с регулирующим элементом, усилительного транзистора, базо-эмиттерный переход которого включен параллельно дат. чику тока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стабилизатора, другой вход датчика температуры подключен к выходу регулирующегогю элемента и к плюсу вновь введенного источника напряжения, минус которого через первый дополнительный резистор подключен кколлектору суммирующего транзистора и непосредственно - к. катодам дополнительновведенных тирнсторов, аноды которых объединены и подключены к одному из концовобмотки дополнительно введенного реле,другим концом подключенного к выходу регулирующего элемента, а через второй дополнительный резистор - к коллектору усили 16 тельного транзистора, эмиттер которого через дополнительный третий резистор подключен к выходу датчика температуры и через дополнительный диод - к выходу усили-тсля постоянного тока, причем управляющиеэлектроды указанных тиристоров подключены к коллекторам суммирующего и усилительного транзисторов.2. Стабилизатор по и. 1, отличающийсятем, что, с целью улучшения защищенностидатчика температуры от перенапряжений,то он выполнен на резисторе, один вывод которого использован в качестве первого указанного входа, стабисторе, катод которого использован в качестве второго указанного" входа, и термисторе, один вывод которогоиспользован в качестве выхода, а другойподключен к другому выводу резистора и1 ноду стабистора,Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1, Авторское свидетельство СССРзе49866, кл. б 05 Р /58, 194,2, Патент Великобритании444164,кл. б 3 К, 193 (прототип),