Источник питания

В йства защиты .выпал кцию - защиту от пе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Авторское свидетельство СССР М 1023307, кл. 0 05 Е 1/56, 1982.Авторское свидетельство СССР М 1164682, кл. 6 05 Е 1/569, 1983.(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, вычислительной техники, средств связи. Цель - расширение функциональных возможностей. Источник питания содержит силовой трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, имеющей выводы 3 подключения к сети, и вторичной обмоткой 4, канал 5 преобразоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, вычислительной техники, средств связи и т.д,Известны источники питания на основе стабилизаторов напряжения компенсационного типа, содержаЩее последовательный регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, усилитель цепи обратной связи и устройство токовой защиты.Недостатком таких источников питания является ограниченная область их применения вследствие того, что используемые в вания, включающий в себя выпрямитель 6, сглаживающий фильтр 7 и стабилизатор 8, в состав которого входят регулирующий элемент 9 и и составных транзисторов, датчик 10 токовой перегрузки, усилитель 11 обратной связи, согласующий транзистор 12, транзистор 13 защиты, смещающий усилитель 14 напряжения, цепочка 15 иэ и - 2 диодов. В источник введены транзистор 16 управления и исполнительный двухполюсник 17. При перегрузке или коротком замыкании стабилизатор 8 переходит в режим токоограничения, а транзистор 16 управления отпирается и обеспечивает включение исполнительного двухполюсника, Применение транзистора управления позволяет использовать в качестве исполнительногодвухполюсника различные устройства, обеспечивающие блокировку источника питания, сигнализацию, защиту нагрузки от перекоса выходных напряжений при многоканальном исполнении источника. 4 з,п.флы, 1 ил. стабилизаторах устроняют только одну фунрегрузок по току,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому, является стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора на и-транзисторах и соединенный коллектором с входной питающей клеммой, эмиттером через резистивный датчик тока - с выходной клеммой, эмиттером транзистора защиты и одним из выводов делителя выходного напряжения.другой вывод которого подключен к общей5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шине, согласующий транзистор, эмиттером соединенный с управляющим входом регулирующего элемента и анодом цепочки иэ ипоследовательно соединенных диодов, коллектором - с выводом для подключения источника подпиткиа базой - с коллектором транзистора защиты, усилитель цепи обратной связи с источником опорного напряжения, соединенный относительно общей шины питающим выводом с выводом для подключения источника подпитки, выходным выводом - с базой согласующего транзистора, а входным выводом - со средним выводом делителя выходного напряжения, и смешающий делитель напряжения, первое плечо которого включено между катодом цепочки из п - 1 последовательно соединенных диодов и базой транзистора защиты, а второе подключено к общей шине.Данный стабилизатор имеет существенные недостатки из-за низких функциональных возможностей узла защиты в условиях неисправности, так как отсутствует индикация срабатывания защиты, что является необходимым условием при наладочно-ремонтных работах источников питания со значительным количеством стабилизаторов напряжения, а также при изготовлении автономных источников питания; и кроме того, отсутствует функция отключения стабилизаторов напряжения, либо всего источника питания, при неисправности на выходе одного из каналов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей источника питания.Поставленная цель достигается тем, что в известный источник питания, содержащий силовой трансформатор, первичной обмоткой подключенный к выводам для подключения источника переменного тока, а вторичной обмоткой к каналу преобразования переменного напряжения, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя, сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения с защитой, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего и-управляющих р-и переходов, соединенный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра, усилитель обратной связи, подключенный входом к выход ному выводу, согласующий транзистор, . коллектором соединенный с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером - с управляющим входом регулирующего элемента и через цепочку из последовательно соединенных диодов с первым выводом смещающего делителя напряжения, подключенйого вторым выводом к общей шине, а средней точкой - к базе транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора и выходом усилителя обратной связи, в узел защиты стабилизатора введены транзистор управления, подключенный эмиттером к выходному выводу, а базой - к эмиттеру транзистора защиты и исполнительный двухполюсник, один вывод которого подсоединен к коллектору транзистора управления, а второй - к выводу для подключения источника подпитки, причем цепочка из последовательно соединенных диодов состоит из идиодов.Кроме того, с целью обеспечения индикации срабатывания защиты, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенного резистора и светодиода.А также, с целью расширения области использования, силовой трансформатор выполнен по меньшей мере с двумя вторичными обмотками, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения,С целью защиты нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, а фотоприемники оптранов включены между базой согласующего транзистора и общей шиной в каждом канале преобразования.Кроме того, с целью повышения нэдежности при токовой перегрузке или коротком замыкании на выходе одного из каналов преобразования, в качестве исполнительного двухполюсника использована обмотка реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора,Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна".Введение указанных узлов и их связей с элементами известного устройства обусловило новые свойства - обеспечение индикации срабатывания защиты, а такжеотключение отдельных стабилизаторов напряжения, или всего источника питания, при перегрузке или коротком замыкании на выходе одного иэ каналов преобразования, в результате чего достигнута поставленная цель,Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия"На чертеже приведена принципиальнаяэлектрическая схема источника питания.Источник питания содержит силовойтрансформатор 1, первичной обмоткой 2 подключенный к выводам 3 для подключения источника переменного тока, а вторичной обмоткой 4 к каналу преобразования переменного напряжения 5, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя 6, сглаживающего фильтра 7 и стабилизатора напряжения с защитой 8, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент 9, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего и-управляющих р-и перехода, соединенный коллектором с выходным выводомсглаживающего фильтра 7, эмиттером черезреэистивный датчик токовой нагрузки 10 - с выходным выводом и одним из выводовусилителя обратной связи 11, другой вывод которого подключен к общей шине питания,согласующий транзистор 12, соединенный коллектором с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером - с управляющим входом регулирующего элемента 9, а базой - с коллектором транзистора защиты13 и выходом усилителя обратной связи 11, смещающей делитель напряжения 14, одним выводом соединенный с общей шиной, средней точкой - с базой транзистора защиты 13, а вторым выводом - с катодом цепочки из ипоследовательно соединенных диодов 15, анод которой подключен к эмиттеру согласующего транзистора 12, транзистор управления 16, соединенный эмиттером с выходным выводом, базой - сэмиттером транзистора защиты 13, а коллектором с исполнительным двухполюсником 17, второй вывод которого подключен к клемме для подсоединения источника подпитки,При этом усилитель обратной связи 11может быть реализован, например, по известной схеме, а исполнительный двухполюсник 17 может состоять из цепочкипоследовательно включенных резистора исветодиодаСтабилизатор постоянного напряженияс защитой работает следующим образом.При подаче напряжения на вход стабилизатора и включении подпитки открываются транзисторы 9 и 12, и на выходестабилизатора 8 появляется напряжение, величина которого стабилизируется на заданном уровне за счет цепи отрицательной обратной связи, образованной усилителем 11.10 15 20 30 35 40 45 Напряжение на переходе база-эмиттертранзистора 13 составляе.:Ч 13 = Ч 10 + Ч(бэ)9 - И 5 - Ч 14 - Ч 16,где ИО - падение напряжения на датчикетоковой нагрузки 10;,Ч(бэ)9 - падение напряжения между базой и эмиттером регулирующего элемента 9;Ч 15 - падение напряжения на цепочке15;И 4- падение напряжения на верхнемплече делителя 14;Ч 16 - падение напряжения на переходебаза-эмиттер транзистора управления 16.Из формулы следует, что напряжение напереходе база-эмиттер транзистора управления 16 компенсирует падение напряжения на одном из переходов база-эмиттеррегулирующего элемента 9, поэтому в предлагаемом устройстве по. сравнению с известным в цепочке 15 содержится на одиндиод меньше.Так как величина Ч(бэ)9-Ч 15-И 6 является постоянной и составляет приблизительно 0,7 В, то при номинальном токе5 нагрузки подбором величины резистора 10и делителя напряжения 14 значение напряжения Ч 13 устанавливается в пределах (0,1 -0.3)В, что обеспечивает запертое состояниетранзистора защиты 13,При перегрузке или коротком замыкании на выходе стабилизатора, возрастаетток через резистор 10, что приводит к увели- фчению напряжения Ч 13, в результате чеготранзистор 13 открывается, шунтируя переход база-эмиттер транзисторов 9 и 12, истабилизатор напряжения переходит в режим токоограничения,В этом режиме отпирается транзисторуправления 16, обеспечивая протекание через светодиод исполнительного двухполюсника 17 тока, достаточного для его свечения.Тем самым осуществляется сигнализациясрабатывания устройства защиты.Применение транзистора управления16 обеспечивает возможность использования в качестве исполнительного двухполюсника 17 и других устройств с различнымтоком. потребления.С целью расширения области использования источника питаНия, силовой трансформатор 1 выполняется по меньшей мерес двумя вторичными обмотками 4, к которымподключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения 5.При использовании в качестве двухполюсника 17 цепочки из последовательносоединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, числокоторых равно числу каналов преобразования, и включении фотоприемников оптронов между базой согласующего транзистора 12 и общей шиной в каждом канале преобразования, обеспечивается защита нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, так как при срабатывании защиты от токовой перегрузки в одном из каналов происходит запирание стабилизаторов других каналов, питающих данную нагрузку.При использовании в качестве двухполюсника 17 обмотки реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора 1, обеспечивается отключение и, при необходимости, блокировка источника питания при токовой перегрузке на выходе одного из каналов преобразования,Таким образом введение в известный стабилизатор напряжения транзистора управления 16, двухполюсника 17 и их новых связей с элементами известного устройства значительно расширяет функциональные возможности и область применения источника питания.Формула изобретения 1, Источник питания, содержащий силовой трансформатор, первичной обмоткой подключенный к выводам для подключения источника переменного тока, а вторичной - к каналу преобразования переменного напряжения, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя, сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения с защитой, причем стабилизатор напряжения с защитой содержит регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора, содержащего п-управляющих р-п-переходов, и соединенный коллектором с выходным выводом сглаживающего фильтра, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходному выводу, согласующий транзистор, коллектором соединенный с выводом для подключения источника подпитки, эмиттером - с управляющим входом регулирующего элемента и через цепочку иэ последовательно соединенных диодов с первым выводом смещающего делителя напряжения; подключенного вторым выводом к общей шине, а средней точкой - к базе30 40 45 . ротком замыкании на выходе одного из ка 50 5 10 15 20 транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора и выходом усилителя обратной связи, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в узел защиты стабилизатора введены транзистор управления, подключенный эмиттером к выходному выводу, а базой - к эмиттеру транзистора защиты, и исполнительный двухполюсник, один вывод которого подсоединен к коллектору транзистора управления, а второй - к выводу для подключения источника подпитки, причем цепочка из последовательно соединенных диодов состоит из и - 2 диодов.2. Источник питания по п.1, о тл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения индикации срабатывания защиты, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка из последовательно соединенного резистора и светодиода.3. Источник питания по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области использования, силовой трансформатор выполнен по меньшей мере с двумя вторичнымиобмотками, к которым подключены соответствующие каналы преобразования переменного напряжения. 4, Источник питания по п,З, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью защиты нагрузки от перекоса выходных напряжений при перегрузке одного из каналов, в качестве исполнительного двухполюсника использована цепочка изпоследовательно соединенных токоограничительного резистора и светоизлучателей оптронов, число которых равно числу каналов преобразования, а фотоприемники оптронов включены между базой согласующего транзистора и общей шиной в каждом канале преобразования. 5. Источник питания по п,З, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности при токовой перегрузке или коналов преобразования, в качестве исполнительного двухполюсника использована обмотка реле, размыкающие контакты которого включены последовательно в первичную цепь силового трансформатора,Заказ 1064 Тиран ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТРаушская наб., 4/5