Источник питания с блоками защиты и управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 45 1 1 С 19 Р 1/58, Н 02 Н 3 20 51) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОбРетений и ОткРытий НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕПЬСТВУ Р СКОМУ с,О/24-07(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЩИТЫ И УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение от технике - защите на го тока от перенапр ки по току, Цель иэ Юение быстродействи ектроянноегрузосится к руэки посто жения и пер бретения -надежност повыи КПД,нии на Н 4 ройства.(21) 37575 (22) 21.06 (46) 07,05 (72) В. Т.Т (53) 621.3 (56) Автор Иф 783773,Обмен о ти, М., 19 а также обеспечение работы устройстпри пробое регулирующего транзисора стабилизатора напряжения. Устройство выполнено на интеграпьнцх микросхемах, Оно содержит выпрямитель (В) 1 с конденсатором (К) 2, к которому подключены датчик 5 перенапряжения и датчик токовой перегруз ки (ДТП) 7, стабилизатор напряжения (СН) 3 и нагрузка (Н) 4, Вход В 1 присоединен к одной вторичной обмотке трансформатора 19, к другой вторичной обмотке которого через блок управления 9 подключен ДТП 7. Принудительный разряд К 2 при перегрузке по току н при перенапряже повышает быстродействие уст1229745Выполнение ДТП 7 в виде дросселя по- ту нагрузки от перегрузки и перенапвышает КПД устройства, Выбср опти- ряжения при пробое регулирующего мального времени восстановления пас- транзистора стабилизатора напряжения. ле перегрузки повышает его надеж ил,ность, Устройство обеспечивает эащи Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты нагрузки постоянного тока от перенапряжений и перегрузки по току,Цель изобретения - обеспечение за-щиты нагрузки постоянного тока от перенапряжения и перегрузки по току при пробое регулирующего транзистора стабилизатора напряжения, повышение10 бытродействия, надежности и КПД.На чертеже представлена схема источника питания с блоками защиты иуправления,Источник питания содержит управляемый мостовой первый выпрямитель 1,15выход которого шунтирован первым конденсатором 2 и подключен к входу стабилизатора 3 напряжения, к выходукоторого параллельно нагрузке 4 подключен датчик 5 перенапряжения с выходом на фототиристоре первого оптрона б,датчик токовой перегрузки 7с выходом на Аототиристоре второгооптрона 8, блок управления .9 с выходом на фототиристоре третьего оптрона 10, выводами подключенном к управляющему входу первого выпрямителя 1, первый 11 и второй 12 стабилитроны, первый 13, второй 14, третий15, четвертый 16 резисторы, второй 17и третий 18 конденсаторы, трансйорматор 19, первый 20, второй 21 итретий 22 тиристоры, мостовой второйвыпрямитель 23, фототиристорный четвертый оптрон 24, диод 25 и стабилизированный источник 26 с выходомна постоянном таке.Вход стабилизатора 3 напряженияшунтирован цепочкой иэ последовательна соединенных первого резистора 1340и первого тиристора 20, анодом первого тиристора 20 подключенной кплюсовому входу стабилизатора 3 нап.ряжения и к анодам фототиристоров щпервого б и второго 8 оптронов, а управляющим электродам - к катодамэтих фототиристоров, Датчик 7 токовой перегрузки выполнен в вице дросселя 27 насыщения, обмотка постоянного тока которого включена между минусовым выходом первого выпрямителя1 и минусовым входом стабилизатора 3напряжения, а обмотка переменноготока, соединенная последовательно свторичной обмоткой 28 трансформатора19, годключена к входу второго выпрямителя 23, между плюсовым и минусовымвыходами которого параллельно включены второй конденсатор 17 второй ре-,зистор 14 и цепочка из последовательно соединенных светодиодов второго 8и четвертого 24 оптронов, третьегорезистора 15 и анода-катода второготиристора 1, управляющий электрод которого через анод-катод первого стабилитрона 11 соединен с плюсовым выходом второго выпрямителя 23. Блок 9управления выполнен в виде стабилизированного источника 26, входом подключенного к силовому входу первоговыпрямителя 1, плюсовым выходом через анод-катод светодиода третьегооптрона 10 - к общей точке катодасветодиода четвертого оптрона 24 итретьего резистора 15, минусовым выходом через катод-анод третьего тиристора 22 - к общей точке анодавторого тиристара 21 и третьего резистора 15, при этом управляющийэлектрод третьего тиристора 22 черезпоследовательно соединеннь 1 е анод-катод второго стабилитрона 12, четвертый резистор 16 и катод-анод диода25 подключен к одному иэ входов ста-билизированного источника 26, междукатодами второго стабилитрона 12 итретьего тиристора 22 включен третийконденсатор 18, с катодом второгостабилитрона 12 соединен анод фототиристора четвертого оптрона 24, а229 745 с катодом третьего тиристора 22 соединен катод фототиристора четвертого оптрона 24.При большом внутреннем сопротивлений первого выпрямителя 1 первыйрезистор 13 может отсутствовать,Источник питания работает следующим образом,При подаче напряжения на силовойвход выпрямителя 1 конденсатор 18заряжается через диод 25, резистор16, стабилизированный источник 26.При достижении заданного уровня напряжения на конденсаторе 18 пробивается стабилитрон 12, тиристор 22 открывается. После этого по цепи, включающей светодиод оптрона 10, резистор 15, тиристор 22, начинает протекать постоянный ток от стабилизированного источника 26. Фототиристороптрона 10 включает выпрямитель 1,после чего конденсатор 2 заряжаетсяи стабилизатор 3 напряжения начинаетнормально функционировать.При перенапряжении на нагрузкев датчике 5 перенапряжения включается оптрон 6, фототиристор котороговключает тиристор 20, который ограничивает напряжение на входе стабилизатора 3 напряжения, так как величина резистора 13 выбирается на несколько порядков меньше сопротивления нагрузки 4.При включении тиристора 20 происходит разряд конденсатора 2 по цепи,включающей тиристор 20, резистор 13,обмотку постоянного тока дросселя 27.Так как ток разряда значительно превышает ток нагрузки, то сердечникидросселя 27 насыщаются происходитперераспределение переменного напряжения вторичной обмотки 28 между обмоткой переменного напряжения дросселя 27 и входом выпрямителя 23.При насыщении сердечников дросселя 27 переменное напряжение на входевыпрямителя 23 резко возрастает, увеличивается постоянное пульсирующеенапряжение на его выходе. При достижении определенного уровня напряжения на конденсаторе 17 происходитпробой стабилитрона 11, при этом тиристор 21 открывается, конденсатор17 начинает разряжаться через свето-диод оптрона 8, светодиод оптрона 24,резистор 15, тиристор 21. Так как резистор 15 является одновременно наг-рузкой стабилизированного источника 26 и выпрямителя 23, выходное напряжение которого больше выходного напряжения стабилизированного источника26, то тиристор 22 закроется, оптрон5 10 также закроется и его фототиристор закроет выпрямитель 1.При этом фототиристор оптрона 24разряжает конденсатор 18, а фототиристор оптрона 8 включает тиристор20, хотя в данном случае он уже включен фототиристором оптрона 6,В результате того, что выпрямитель 1 закрыт, конденсатор 2 разрядился, ток подмагничивания сердечников дросселя 27 становится равнымнулю происходит обратное перерас -пределение переменного напряжениявторичной обмотки 28 между обмоткойпеременного напряжения дросселя 27и входом выпрямителя 23.В результате такого обратного перераспределения напряжение на входевыпрямителя 23 становится недостаточным для удержания тиристора 2 1 в открытом состоянии, он закрывается,светодиоды оптрона 8 и оптрона 24также закроются. Затем фототиристороптрона 8 закроется, так как цепь,к которой он подключен, в данный момент обесточена (выпрямитель 1 закрыт, конденсатор 2 разряжен), поэтой причине также закроется фототиристор оптрона 6,Фототиристор оптрона 24, в откры 35 том состоянии шунтирующий конденсатор 18, также закроется в момент отсутствия входного напряжения, осуществляющего заряд конденсатора 18(напряжение на конденсатор 18 подает 40 ся от однополупериодного выпрямителя,содержащего диод 25 и резистор 16),После того как фототиристор оптрона 24 закроется, начнется заряд конденсатора 18, и при достижении на45 нем заданного уровня напряжения произойдет пробой стабилитрона 12 ивключение устройства в укаэанной последовательности, Подбирая величинырезистора 16 и конденсатора 18, мож 50 но регулировать время восстановленияисточника (пребывания источника вотключенном состоянии).Если причинавозникновения перенапряжения нанагрузке неустранена,то55 снова произойдетотключение источника,При перегрузке по току произойдетнасыщение сердечников дросселя 27 иосуществляется аналогичный процесс.В этом случае включение тиристора 20 осуществляет фототиристор оптрона 8, Изменяя число витков обмотки постоянного тока дросселя 27 или величину 5 резистора 14, можно выбрать определенное значение тока нагрузки, при котором срабатывает схема защиты,Таким образом, положительный эффект изобретения заключается в том, что источник питания с блоками защиты и управления обеспечивает защиту нагрузки отперенапряжения иперегрузки по токупри пробоерегулирующего транзистора стабилизатора напряжения, 5Принудительный разряд конденсатора 2 при перегрузке по току или перенапряжении на нагрузке 4, а также отсутствие контактных элементов повышают быстродействие защиты.20Возможность выбора оптимального времени восстановленияпосле перегрузки повьппаетнадежность источниказа счет того,что при перегрузке уменьшается число импульсов перенапряжений,возникающих в цепях питания нагрузки.Наличие в датчике токовой перегрузки 7 дросселя насьпцения повьшает КПД устройства, так как по сравнению с датчиками тока на резисторах исклю- З 0 чаются дополнительные потери активной мощности. Формула изобретения35Источник питания с блоками защиты и управления, содержащий управляемый мостовой первый выпрямитель, выход которого шунтирован первым конденсатором и подключен к входу стабилиза тора напряжения, к выходу которого параллельно нагрузке подключен датчик перенапряжения с выходом на фототиристоре первого оптрона, датчик токовой перегрузки с выходом на фототи ристоре второго оптрона, блок управления с выходом на фототиристоре третьего оптрона, выводами подключенном к управляющему входу первого выпрямителя, два стабилитрона, четыре резис тора, второй и третий конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения защиты нагрузки постоянного тока от перенапряжения и перегрузки по току при пробое регу лирующего транзистора стабилизатора напряжения, повьппения быстродействия, надежности КПД, в него введены трансформатор, три тиристора, мостовойвторой выпрямитель, фототиристорныйчетвертый оптрон, диод и стабилизированный источник с выходом на постоянном токе, вход стабилизатора напряжения шунтирован цепочкой из последовательно соединенных первого тиристора и первого резистора, анодомпервого тиристора подключенной к плюсовому входу стабилизатора напряжения и к анодам фототиристоров первого и второго оптронов, а управляющим электродом - к катодам этих фототиристоров, датчик токовой перегрузки выполнен в виде дросселянасыщения, обмотка постоянного токакоторого включена между минусовымвыходом первого выпрямителя и минусовым входом стабилизатора напряжения, а обмотка переменного тока,соединенная последовательно с вторичной обмоткой трансформатора, подключена к входу второго выпрямителя,между плюсовым и минусовым выходамикоторого параллельно включены второйконденсатор, второй резистор и цепочка из последовательно соединенныхсветодиодов второго и четвертого оптронов, третьего резистора и анода -катода второго тиристора, управляющий электрод которого через анод в катод первого стабилитрона соединен сплюсовым выходом второго выпрямителя, а блок управления выполнен в виде укаэанного стабилизированного источника, входом подключенного к силовому входу первого выпрямителя,плюсовым выходом через анод-катодсветодиода третьего оптрона - к обшсй точке катода светодиода четвертого оптрона и третьего резистора,минусовым выходом через катод-анодтретьего тиристора - к общей точкеанода второго тиристора и третьегорезистора, при этом управляющий электрод третьего тиристора через последовательно соединенные анод-катодвторого стабилитрона, четвертый резистор и катод-анод диода подключенк одному из входов стабилизированного источника, между катодами второго ст,абилитрона и третьего тиристора вкпючен третий конденсатор, с катодом второго стабилитрона соединенанод фототиристора четвертого оптрона, а с катодом третьего тиристора -катод этого фототиристора,