RU1772797C - Источник электропитани с защитой от перегрузок по току - Google Patents

Abstract

Использование: дл  электропитани  мощных радиоэлектронных устройств широкого назначени . Сущность изобретени 1 устройство содержит стабилизатор посто нного напр жени  с защитой по току, источник дополнительного напр жени , регулирующий транзистор и п ть резисторов . По отношению к прототипу в устр-во введены транзистор, диод, два стабилитрона , еще четыре резистора и источник вспомогательного напр жени  с пол рностью, противоположной пол рности источника дополнительного напр жени . Защита по току осуществл етс  без отдельного датчика тока в силовых токовых шинах. Потери мощности минимальны. Устр-во имеет высокий КПД. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам вторичного электропитани  и может быть использовано дл  питани  мощных радиоэлектронных устройств широкого назначени .

Цель изобретени  - повышение КПД источника электропитани  с защитой от перегрузок го току путем исключени  пр мого контрол  величины тока нагрузки.

На чертеже представлена упрощенна  электрическа  схема источника электропитани  с защитой от перефузок по току.

Источник электропитани  содержит стабилизатор 1 напр жени , регулирующий транзистор 2, источник 3 напр жени  положительной пол рности, источник 4 напр жени  отрицательной пол рности, транзистор 5, резисторы 6...14, стабилитроны 15,16, диод 17, входна  и выходна  клеммы 18, 19 источника питани , обща  шина 20, конденсатор 21 частной коррекции, источник 22 входного напр жени , конденсатор 23 фильтра, нагрузку 24.

Коллектор регулирующего транзистора 2 соединен с входной клеммой 18 источника электропитани  и выходом источника 22 входного электропитани , база - с выходом стабилизатора 1 напр жени  и первым выводом резистора 7, а эмиттер - с выходной клеммой источника электропитани , вторым выводом резистора 7 и через последовательно соединенные резисторы 8 и 9 с общей шиной 20 источника электропитани  и первым входом стабилизатора 1 напр жени , вход обратной св зи которого соединен с точкой соединени  резисторов 8 и 9, а вход токовой защиты - с точкой соединени  первых выводов резисторов 10 и 12. Выход источника 4 напр жени  отрицательной пол рности через резистор 14 соединен с анодом стабилитрона 16 и эмиттером транзистора 5, база которого соединена с

X XS Ю XI Ю XI

общей шиной 20, а коллектор через резистор 11 - с входом токовой защиты стабилизатора 1 напр жени , второй вход которого через резистор 6 соединен с выходом источника 3 напр жени  положительной пол рности , который через резистор 13 соединен со вторым выводом резистора 10 п анодом диода 1 7, катод диода 17 соединен с выходной клеммой 19 источника электропитани  и катодом стабилитрона 15, анод которого соединен с катодом стабилитрона 16 и вторым выводом резистора 12,

Стабилизатор 1 напр жени  может быть реализован на стандартной микросхеме 142ЕНЗ 6К0.347.090ТУ4. Регулирующий транзистор может быть реализован на силовых одиночных или составных транзисторах . Напр жение стабилизации стабилитрона 1В выбираетс  примерно равным падению напр жени  на переходе ба- за-эмитгер транзистора 2, Дл  одиночного база-эмиттерного перехода транзистора 2 вместо стабилитрона 15 может бьпь использован обычный диод в пр мом включении.

Источник электропитани  работает следующим образом.

При подаче напр жени  питани  на входную клемму 18 (плюс) и на общую шину 20 и включении вспомогательных источников 3 ri 4 напр жении стабилизатор I формирует на своем  ыходе ток, который  вл етс  базовым управл ющим током ре- гулиру.зщего транзистора 2. Под ею воздействием в транзисторе 2 уменьшаетс  сопротивление перехода коллектор-эмиттер , через который усиленный ток от источника 22 входною напр жени  поступает в нагрузку 24, обеспечива  на ней и на выходной клемме 19 выходное напр жение. При увеличении выходною напр жени  до номинального значени  сигнал обратной св зи , поступающий на оход обратной св зи стабилизатора 1 со средней точки делител  на резисторах и 9, начинает воздейсизо- вагь таким образом, чю увеличение выходного напр жени  вызывает уменьшение тока базы транзистора 2 (выходного тока стабилизатора i напр жени ), а уменьшение - уоеличение тока базы транзистора . Таким образом, возникает отрицательна  обратна  свпзь, обеспечивающа  стабилизацию выходного напр жени . Так как регулирующий граизисюр 2 включен на схеме с общим коллектором, ю папр жрние на его базе и па выходе стабилизатора 1 отличаетс  от ьыходного напр жени  источника питани  на величину падени  напр жени  на переходе база эмит rep транзистора 2. За счет тока, протекающего от выхода источника 3 через рзсыстор 13 и от выхода 4 через

резистор 14, образуетс  падение напр жени  на диоде 17 и стабилитронах 15, 16. Суммарное напр жение на стабилитронах 15 и 16 выбираетс  примерно равным выходному напр жению источника электропи- тани . При номинальном выходном напр жении источника электропитани  транзистор 5 остаетс  закрытым. На вход токовой защиты стабилизатора 1 поступает

напр жение, снимаемое со средней точки делител  на резисторах 10 и 12. Если величина выбираетс  такой, чтобы при номинальном токе нагрузк:; источника питани  падение напр жени  на переходе базаэмиттер транзистора 2 не вызывало срабатывание токовой защиты в стабилизаторе 1. При увеличении тока нагрузки источника электропитани  выше номинального значени  стабилизатор 1 увеличивает ток базы

транзистора 2 дл  поддержани  неизменным выходного напр жени , что приводит к увеличению падени  напр жени  на переходе база-эмиттер транзистора 2 и началу срабатывани  токовой защиты стабилитрона 1,котора  ограничивает базовый ток транзистора 2, Выходное напр жение источника электропитани  при этом начинает уменьшатьс , действие отрицательной обратной св зи прекращаетс  и величина базового тока транзистора соответственно и тока нагрузки определ етс  только токовой защитой стабилизатора 1.

Дальнейшее уменьшение сопротинлени  нагрузки (увеличени  тока нагрузки) приводит еще к R чьшему уменьшению выходного напр жени , а вместе с тем и k увеличению отрицательного напр жени  на змпттере транзистора 5 относительно общей шины 20, с которой соединена его база. Транзистор 5 начинает открыватьс , что приводит к протеканию тока через резистор 11. увеличению отрицательного смещени  на входе токовой защиты стабилизатора 1 и,

соответственно, к уменьшению его выходною тока (уменьшению базового тока транзистора 2), что в свою очередь приводит к дальнейшему уменьшению выходного напр жени , В результате этого нагрузочна 

0 характеристика источника электропитани  в режиме oi раничени  тока имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением . Остаточный ток на выходе источника электропитани  определ етс 

5 величинами резисторов 10... 12 и может регулироватьс  в широких пределах. При устранении перегрузки по току или короткого за тыкани  в нагрузке 24 источника электропитани  автоматически выходит в номинальный режим. Падение напр жени  на

p-n-переходе диода 17 обеспечивает температурную компенсацию падени  напр жени  на p-n-переходе база-эмиттер транзистора 2, что повышает термостабильность порога срабатывани  защиты по току. Резистор 6 ограничивает выходной ток стабилизатора 1 в режиме перегрузки источника электропитани .

Таким образом, предложенный источник питани  с защитой по току позвол ет осуществить защиту, без отдельного датчика тока в силовых токовых шинах, что позвол ет исключить потери мощности и повысить КПД источника электропитани .

При этом в режиме защиты нагрузочна  характеристика источника электропитани  имеет участок с отрицательными дифференциальным сопротивлением, что позвол ет уменьшить остаточный ток через источник электропитани  в режимах, близких к корот- кому замыканию и уменьшить за счет этого тепловые нагрузки транзистора 2,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Источник электропитани  с защитой от перегрузок по току, содержащий стабилиза- тор посто нного напр жени  с защитой-по току, источник дополнительного напр жени , регулирующий транзистор, первый силовой вывод которого соединен с входным выводом, вывод управлени  - с выходом стабилизатора посто нного напр жени  с защитой по току и первым выводом первого резистора, а второй силовой вывод - с выходным выводом, вторым выводом первого резистора и через последовательно соеди-

   пенные второй и третий резисторы - с об щей шиной и общим выводом стабилизатора посто нного напр жени  с защитой по току, вход обратной св зи которого подключен к точке соединени  второго и третьего резисторов, а вход токовой защиты - к точке соединени  первых выводов четвертого и п того резисторов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, в него введены транзистор, диод, первый и второй стабилитроны , шестой, седьмой, восьмой и дев тый резисторы и источник вспомогательного напр жени  с пол рностью, противоположной пол рности источника вспомогательного напр жени , причем выход источника дополнительного напр жени  через шестой резистор соединен с одним из электродов первого стабилитрона и первым силовым выводом транзистора, вход управлени  которого соединен с общей шиной, а второй силовой вывод через седьмой резистор - с входом токовой защиты стабилизатора посто нного напр жени  с защитой по току, силовой вход которого через восьмой резистор соединен с выходом источника дополнительного напр жени , который через дев тый резистор соединен с вторым выводом четвертого ре- зистрра и одним из электродов диода, другой электрод которого соединен с выходным выводом и одним из электродов второго стабилитрона , второй электрод которого соеди- нен с вторым электродом первого стабилитрона и вторым выводом п того резистора .

   17

   -&

   19

   ts

   -FIT

   / т u

   го