Стабилизатор напряжения с резервированием

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИСПУБЛИН ц 5 В 0 05 Г 1/58 уэЦфэйли.раус ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ меее 1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) В.И.Кудрявцев, Н.Н.Патлых И.А.Подлиск и А.Ю.Фарес (Ливан) (71) Ленинградский электротехнический институт связи им,проф.М.А.Бонч Бруевича(53) 621.316.722.1(088.8)56 1. Авторское свидетельство СССР 9 752288, кл. С 05 Г 1/56, 1980.2. Авторское свидетельство СССР 9 -995078, кл. 0 05 Р 1/56, 1983.(54)(57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ, содержащий два регу лирующих элемента, первый из которых включен последовательно в силовую шийу силовым входом к входной клемме, первый блок управления, выход которого подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента, второй блок управления, включенный меж. ду выходной клеммой и общей шиной питания, выход которого подключен к управляющему входу второго регулирующего элемента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД при нормальном режиме работы и надежности стабилизатора, в него введенЫ токостабилиэирующий двухполюсник, тиристор, дополнительный блок управления и предохранитель, причем второй регулирующий элемент включен между выходной клеммой и общей шиной питания, токостабилизирующий двухполюсннк включен между входной и выходной клеммами последовательно с тиристором, дополнительный блок управления подключен входами между входной и выходЯной клеммами,а выходом - к управляющему электроду тиристора, предохранитель включен между выходом первогс регулнруемего элемента н ныноднонклеммой.ФщнЦель изобретения - повышение КПД в нормальном режиме работы и надежности стабилизатора напряжения с резервированием. 65 Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике, а именно к источникам вторичного электропитания радиоэлектронного оборудования, и мо. жет быть использовано в приборостроении, измерительной и вычислительной 5 технике для питания различной радиоэлектронной аппаратуры.Известен резервированный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий два последовательно вклю чеиных элемента в силовую шину стабили" затора, управляемых двумя блоками управления, подключенных входами к выходу стабилизатора. В данном устройстве резервирование одного из ре гулирувврх элементов осуществляется при помощи двух дополнительных транзисторов с двумя датчиками тока, включенных соответственно между выходами блоков управления и управляющими 20 входами регулирующих элементов С 13 .Недостатками данного устройства вляются относительно низкое значение КПД, так как оба регулирующих элемента работают в линейном режиме с большим,падением напряжения на их коллектор-эмиттерных переходах; низкая надежность, так как при обрыве одного из регулирующих элементов прекращается подача энергии в нагрузку стабилизатора.Наиболее близким к изобретению является стабилизатор напряжения с резервированием, содержащий два регулирующих элемента, включенных последовательно между входной и выходной клеммами силовой шины, управляемых коммутируемым блоком управления, состоящим из двух блоков управления, выходами подключенных к управляющим входам регулирующих элементов соот ветственно, а входами - к выходу стабилизатора 22.В данном .устройстве при пробое регулирующего элемента последний переходит из режима насыщения в линейный 45 режим и этим обеспечивается дальнейшая работа стабилизатора. Однако это устройство имеет относительно невысокое значение КПД при нормальном режиме работы и недостаточную на 50 дежность. Это объясняется тем, что в цепи прямой передачи энергии включены насыщенный регулирующий элемент и дат-, чик защиты по току от коротких замыканий,в которых за счет потерь мощности происходит ухудшение КПД.Кроме того, при обрыве любого из регулирующих элементов стабилизатор выходит из строя и подача энергии в нагрузку прекращается,.что в целом понижает надежность устройства. 60 Поставленная цель достигается тем,что в стабилизатор напряжения с резервированием, содержащий два регулирующих элемента, первый из которых включен последовательно в силовую шинусиловым входом к входной клемме,первый блок управления, выход которого подключен к управляющему входупервого регулирующего элемента,второй блок управления, включенныймежду выходной клеммой и общей шинойпитания; выход которого подключенк управляющему входу второго регулирующего элемента, введены токостабилизирующийдвухполюсник, тиристор, дополнительный блок управления и предохранитель, причем второй регулирующий элемент включен между выходнойклеммой и общей шиной питания, токостабилизирующий двухполюсник включенмежду входной и выходной клеммамипоследовательно с тиристором. дополнительный блок управления подключен входами между входной и выходнойклеммами, а выходом - к управляющему электроду тиристора, предохранитель включен между выходом первогорегулирующего элемента и выходнойклеммой.На чертеже приведена схема предлагаемого стабилизатора.Стабилизатор содержит два регулирующих элемента 1 и 2, перьый изкоторых включен последовательно всиловую шину силовым входом к входной клемме, и,два блока 3 и 4 управлениВ, выход каждого из которых подключен к управляющему входу соответствующего регулирующего элемента,блок 3 управления регулирующего элемента 1 включен между выходом этогорегулирующего элемента и общей шиной,а регулирующий элемент 2 и его блок4 управления включены между выходнойклеммой и общей шиной, предохранитель 5, включенный между выходом регулирующего элемента 1 и выходнойклеммой, а между входной и выходнойклеммами введены токостабилизирующийдвухполюсник б включенный последовательно с тирйстором 7, и дополнительный блок 8 управления, выход которого подключен к.управляющему электроду тиристора 7. В качестве токостабилизирующего двухполюсника можетбыть применено балластное сопротивлениеУстройство работает следующим образом.В нормальном режиме работы стабилизатора регулирующий элемент 2 припомощи блока 4 управления находитсяв режиме отсечки (регулирующий элемент 2 закрыт). Регулирующий элемент1 при помощи блока 3 управления обеспечивает нормальный режим стабилизации выходного напряжения,.а тиристор 7 закрыт,так как на его управляющем электроде отсутствует напряжение включения.В аварийном режиме (при обрыве в цепи регулирующего элемента 1 или предохранителя 5) блок 8 управления тиристором обеспечивает переход ти ристора 7. в открытое состояние, что приводит к некоторому увеличению напряжения на выходе стабилизатора, а блок 4 управления переводит регулирующий элемент 2 в линейный режим, 1 О При етом токостабилизирующий двухполюсник 6 и регулирующий элемент 2 образуют стабилизатор напряжения с па. раллельным включением регулирующего элемента, что обеспечивает.даль нейшую работу предлагаемого стабилизатора и стабилизацию напряжения на его выходе.В случае обрыва регулирующего элемента 1 начинает работать регулирующий элемент 2 в схеме стабилизатора с параллельным включением регулирующего элемента, что обеспечивает бесперебойность напряжения на выходе предлагаемого устройства. В случае пробоя регулирующего элемента 1 напряжение на выходе стабилизатора начинает увеличиваться, что приводит к включению регулирующего элемента 2. При этом через предохРанитель 5 начинает протекать сумма токов на грузки и регулирующего элемента 2В результате этого .предохранитель 5 сгорает и включается цепь, содержащая токостабилизирующий днухполюс- ник 6, и предлагаемый стабилизатор 35 продолжает, нормальную работу и стабилизацию выходного напряжения.Наличие в известном устройстве (2 З насыщенного регулирующего элемента и датчика защиты по току, включенных 40 в силовую цепь последовательно, на которых при протекании тока нагрузки Х создаются падения напряжения О, и О , обусловленные соответственно сопротивлением перехода коллектор - 45 эмиттер насыщенного регулирующего элемента и сопротивлением датчика защи" ты по току, приводит к выделению на них мощностей Рю -- 1 иОн, и Р 1 иО, являющихся мощностями дополни тельных потерь. Так как ток нагрузки Хм =.Рцд/Он (РиОи - мощность и напряжение на нагрузке), последовательно суммарная мощность потерь на насыщенном регулирующем элементе 1 и датчике б защиты по току равна ОиАО . О,Рпот. ням+Р = -- : - Ц,пот. 3 Он Следонательно, КПД прототипа равенРиц Рпапптнаь+Рпаь . р +р нфпйгде Ьп - потери мощности, присущиестабилизатору при отсутствии насыщенного регулирующего элемента и датчика защиты по току,Таким образом, по сравнению с известным устройством (2 применениестабилизатора с параллельным включением регулирующего элемента в качестне резервного позволяет достичь повышения КПД в нормальном режиме работы стабилизатора с резервированием,так как в силовую цепь включен последовательно всего один элемент потерь(регулирующий элемент). Кроме того,при аварийном режиме КПД предлагаемого устройства может достичь КПД .стабилизатора с последовательным нключением регулирующего элемента.Отсутствие н силовой цепи дополнительных функциональных элементов приводит к получению дополнительногоэффекта при предлагаемом пути резервирования стабилизатора - исключеныв -опотери мощности Р, щ +Р,в формуле (1), обуслонленные сопротивлениями перехада коллектор - эмит- .тер насыщенного регулирующего элемента 1 и датчика 6 защиты по току впрототипе, что приводит к повышениюКПД предлагаемого устройстна до неличины КПД стабилизатора с последовательным включением регулирующего элементаа.Стабилизаторы с параллельным включением регулирующего элемента н отличие от стабилизаторов с последовательным включением регулирующего элемента характеризуются нечувствительностью к перегрузкам и коротким замыканиям на их выходе и не требуютдополнительных устройств защитыот перегрузок.Обеспечивается работоспособность устройства в целом и бесперебойность, подачи энергии в нагрузку при любой аварийной ситуации по сравнению с устройством с двумя регулирующими элементами, включенными последовательно в силовую цепь.Надежностьстабилизатора с параллельным включением регулирующего элемента выше, чем у стабилизатора с последовательным включением регулирующего элемента., .4 фили 309/38НИИПИ Гос по делам13035, Мо Составитель Г.Мачаварианиова Техред Т.Дубинок Корректор А.Обруча Тираж 841 арственного зобретений и ва, Ж, Р омитета открытий аушская н