Самоконтролирующийся стабилизированный статический преобразователь постоянного напряжения в переменное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИК 80136886 А 1 бр 4 С 05 Р 1/569 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(53) 621,316.722,1 (088.8) (56) Китаев В.Е., Левинзон С,В. Электрическая защита полупроводниковых источников питания. - М. Связь, 1977, с.124, р,5-4.Авторское свидетельство СССР 9 849395, кл, Н 02 М 7/537, 1980,(54) САМОКОНТРОЛИРУКЗЦИЙСЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЪЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствампреобразования и стабилизации параметров электрической энергии, Цельизобретения - повышение надежностипутем улучшения самоконтроля. Задающий генератор (генератор коротких импульсов) открывает каждым своим импульсом первый транзистор введенногоблока коммутирующих транзисторов,имеющего два или четыре транзистора(в зависимости от схемы усилителя постоянного тока в стабилизаторе), коллекторы которых соединены с базами последующих транзисторов н через переходы коллектор-эмиттер которых связаны с общим проводом элемента линейного стабилизатора (источник опорного напряжения, делитель напряжения обратной связи и др.), имеющих эту связь в классических стабилизаторах непосредственно. Благодаря рабочим токам этих элементов через транзисторы указанного блока импульсы генератора подходят к базе транзистора усилителя постоянного тока стабилизатора и его реакция на них появляется на выходе линейного стабилизатора, отделенного от остальной части схемы ДС-фильтром. ф При исправной работе устройства из выходной цепи его линейного стабилизатора выводятся импульсы, синхрониэирующие счетный триггер, который возбуждает усилитель мощности, связанный через трансформатор с потребителем. Напряжение на выходе устройства присутствует как положительный результат автоматической проверки всех его элементов. 2 з.п. дй, 2 ил, 1368869Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования и стабилизации параметров электрической энергии,Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения самоконтроля.На фиг,1 представлена схема само- контролирующегося стаблизированного преоб разов ателя по с то янно го напряжения в переменное с однотранзисторным усилителем постоянного тока; на фиг2 - то же, с дифференциальным при наличии делителя опорного напряжения.Самоконтролирующийся стабилиэиров анный статический пре образов атель постоянного напряжения в переменноесодержит линейный стабилизатор 1, вкоторый входят выходной конденсатор2, регулирующий транзистор 3 и диод4, включенные последовательно междувыводами для подключения сети и конденсатором 2, а также узел 5 сравнения, включающий делитель 6 обратнойсвязи, источник 7 опорного напряже -ния, усилитель 8 постоянного тока срезистором 9, транзистором 10 (фиг 1)или двумя транзисторами 10 и 11(фиг.2) при применении дифференциальной схемы, причем в последнем случаев узел равнения входит делитель 12 опорного напряжения, а в усилитель постоянного тока резистор 13; блок 14 коммутирующих транзисторов с двумя (фиг,1) 15 и 16, или четырьмя (фиг,2) 16, 15, 17 и 18 транзисторами, генератор 19 коротких импульсов, входом подключенный через переходную цепь 20 к база-эмиттерному переходу транзистора 15; усилитель 21 мощности, выводами питания подключенный к выходному конденсатору 2; выходной трансформатор 22, первичной обмоткой подключенный к выходу усилителя 21 мощности, а вторичной - к выводам для подключения нагрузки; узел 23 управления усилителем мощности (триггер со счетным входом), выход которого поддкгдочен к входу усилителя 21 мощности; формирователь 24 импульсов запуска, вход которого подключен к общей точке транзистора 3 и диода 4, а выход - к входу узла 23 управления усилителем мощности.Коллектор транзистора 10 (выход усилителя посточнного тока) подключен к Гаэе транзистора 3, Входы дел теля 6 обратной связи и источникаЬ 10 .20 26 30 Зб 40 45 и ВВ опорного напряжения подключены к конденсатору 2, Выход делителя 6 подключен к базе транзистора 10. Выход источника опорного напряжения в схемеча фиг.1 подключен к эмиттеру транзистора 10, а в схеме на фиг,2 - к входу делителя 12 опорного напряжения,выходом подключенного к базе транзистора 11. Делитель 6 обратной связи.и источник 7 опорного напряжения всхемах на фиг,1 и 2, а также делитель 12 опорного напряжения и резистор 13 в схеме на фиг,2 подключенык общей шине стабилизатора через переходы коллектор - эмиттер соответственно транзисторов 15 - 18 блокакоммутирующих транзисторовБаза транзистора 16 в схеме на фиг.1соединена с коллектором транзистора15, а базы транзисторов 16, 18 и 17соединены с коллекторами транзисторов18, 17 и 15 соответственно.Вывод питания узла 23 управления(триггера со счетным входом) в данномконкретном случае выполнения подключен к выходу источника опорного напряжения,В случае выполнения усилителя постоянного тока однотранзисторным устройство работает следующим образом(фиг.1),В промежутке между импульсами генератора 19 открыт транзистор 16. Током его базы и коллектора являются токи источника 7 опорного напряжения и делителя 6 обратной связи. В этом промежутке времени линейный стабилизатор 1 работает по обычной классической схеме. Во время импульса генератора 19 открывается транзистор 15, но закрывается транзистор 16, так как падение напряжения насыщенного транзистора всегда меньше напряжения база - эмиттер однотипного ему транзистора, Ток источника 7 опорного напряжения во время присутствия импульса генератора 19 не прерывается, з изменяет свой путь - течет в это время через переход коллектор - эмиттер транзистора 15, Ток делителя 6 обра гной связи, наоборот, прерывается на длительность импульса генератора 19, В это время транзистор 10 выходит из линейного режима и насыщается.Напряж чпе на эмиттере транзистора 3 приобретает провал и с формирователя 24 импульсов запуска (в данном случаеконкретного выполнения - резистивного делителя) буде т получен с инх ро им пуль с на триггер 23, опрокидывающий его. Это происходит от каждого импульса генератора 19, если линейный стабилизатор полностью исправен и эти импульсы достигают входа узла 23 (триггера). Любые отказы: обрывы и замыкания выводов каждого элемента или переходов транзисторов делают невозможным прохождение импульсов через линейный стабилизатор.В случае, если не идет ток через транзистор 10 (обрыв одного, двух или всех трех выводов эмиттера, базы, коллектора или закорачив ание перехода база - эмиттер) , это приводит к потере усилительных свойств транзистора, поэтому импульсы генератора 19, доведенные до базы транзистора 10 (через делитель 6, подключенный к коллектору транзистора 16), не вызовут изменения напряжения на коллекторе транзистора 10, а значит, и напряже. ния на эмиттере транзистора 3.В случае обрыва одного из выводов стабилитрона источника 7 опорного напряжения в промежутке между импульсами генератора 19 на эмиттере тран - з 0 эистора 10 напряжение станет большим, чем на его базе (за счет делителя 6), а во время импульса между базой и эмиттером напряжение будет равняться нулю, Транзистор будет постоянно закрытымм.В случае обрыва выводов резисторов делителя 6 происходит потеря связи, делителя с выходом стабилизатора, что ведет к эапиранию транзистора 1 О, а связи с коллектором транзистора 16 - к постоянному открытому его состоянию.В схеме с дифференциальным усилителем постоянного тока (фиг.2) конт в 4 ролю подлежит дополнительно транзистор 11, делитель 12 опорного напряжения, резистор 13. В случае обрыва одного иэ выводов транзистора 11, работающего в нормальном состоянии как эмиттерный повторитель, напряжение на его нагрузке (резистор 13) понизится и напряжение на эмиттере транзистора 3 также понизится, приняв значение нижнего уровня импульсов, снимаемых отсюда на формирователь 24 при отсутствии неисправностей, Если возникнет неисправность в виде замыкания перехода база - эмиттер, будет получен тот же результат, так как вследствие шунтирования выхода делителя 12,резистором 13 напряжение на последнем понизится не менее, чем на порядок, Замыкание перехопа коллектор - эмиттер транзистора 11 приведет, наоборот, к постоянному закрыв анию транзистора 10, независимо от импульсов, поступающих на его базу от делителя 6 обратной связи, Отсутствие обрывов резисторов делителя 12 и резистора 13 проверяется по наличию базовых токов транзисторов соответственно 18 (во время существования импульса генератора 19) и 16 (в промежутке между импульсами), так как в исправном стабилизаторе каждый такой импульс обуславливает открывание транзисторов 15 и 18 и, наоборот, запирание транзисторов 17 и 16). Токи источника 7 опорного напряжения, его делителя 12 и резистора 13 не прерыЬаются, а только изменяют свой путь - либо через переходы база - эмиттер транзисторов 17, 18 и 16, либо через переходы коллектор - эмиттер транзисторов 15, 17 и 18, Наличие этих токов через базы транзисторов 17, 18 и 16 и способность транзисторов 15, 17 и 18 прерывать их позволяет довести импульсы генератора 19 от входа до выхода блока 14 коммутирующих транзисторов и далее - к базе транзистора 10, так как последний (по тракту прохождения импульса) транзистор 16 этого блока во время импульса запирается. Делитель 6 обратной связи в это время открывается от общей шины стабилизатора, и транзистор 10, как и в ранее описанном стабилизаторе с одним транзистором в усилителе постоянно го токапе рейдет из линейного режима в состояние насыщения. Далее процессы будут проходить как о писано выше .Таким образом, самоконтролирующийся стабилизированный статический преобразователь постоянного напряжения в переменное имеет на выходе напряжение только при полной исправнос ги своих элементов. Любая неисправность типа обрыв" или "замыкание" влечет за собой прекращение работы. Работа с неисправностью, выдача ненормированного напряжения исключена, а наличие выходного напряжения однозначно свидетельствует об исправном состоянии.Формула изоб ретения 1, Самоконтролирующийся стабилизированный статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий усилитель мощности, подключенный к нему выходной трансформатор, узел управления усилителем мощности, выполненный на триггере, линейный стабилизатор постоянного напряжения с регулирующим транзистором, диодом, выходным конденсатором и узлом сравнения, в который в,одят источник опорного напряжения, делитель обратной связи и усилитель постоянного тока, входами связанный с укаэанными делителем и источником опорного напряжения, а выходом - с базой регулирующего транзистора, генератор ко"ротких импульсов и формирователь импульсов запуска, выходом подключенный к входу узла управления усилителем мощности, а входом - к общей точке регулирующего транзистора и диода, соединенных последовательно между входным и выходным выводами, причем выводы питания усилителя мощности подключены к выходным выводам, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, целью повышения надежности путем улучшения самоконтроля, в него введен блок с четным числом коммутирующих транзисторов, при этом эмиттеры всехтранзисторов соединены с общей шиной,база-эмиттерный переход первого транзистора связан с выходом генераторакоротких импульсов, база каждого последующего транзистора соединена сколлектором предыдущего, а источникопорного напряжения и делитель обратной связи узла сравнения подключенык общей шине через коллекторно-эмит-,терную цепь соответственно первогои последнего транзисторов. 2, Преобразователь по п.1, о т -личающийся тем, что усилитель постоянного тока выполнен на одном транзисторе, а блок коммутирующих транзисторов состоит иэ двухтранзисторов.3. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что усилитель постоянного тока выполнен подифференциальной схеме, а в источник 25 опорного напряжения введен делительопорного напряжения, при этом блоккоммутирующих транзисторов состоитиэ четырех транзисторов, через коллекторно-эмиттерные цепи второго итретьего из которых к общей шинеподключены соответственно делительопорного напряжения и эмиттерный резистор усилителя постоянного тока.1368869 дюг Составитель С.Техред М. Ходаиич ачев орректор М.По. Пап еда акаэ 295 роектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,/50 Тира:к 866ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра Подписноеомитета СССРо ткрытийкая иаб., д, 4/5