SU1095157A1 - Stabilizel power source with overload protection - Google Patents

Abstract

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащий регулирующий транзистор, включенный в силовую шину последовательно с первым резистипным датчиком тока, первый резистор, через который точка соединени  регулирующего транзистора и резистивного датчика тока соединена с точкой соединени  второго и третьего резисторов, защитный транзистор, коллектор которого соединен с управл ющим входом регулирующего транзистора, a эмиттер - с выход ным силовым выводом источника питани , конденсатор, первый вывод которого соединен с эмиттером защитного транзистора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, в него введены два диода , два дополнительных резистора и второй резистивный датчик тока, эмиттер защитного транзистора через последовательно включенные второй резистивный датчик тока и первый диод соединен с выходом регулирующего транзистора , база защитного транзистора через второй диод соединена с вторым выводом второго резистора и через первый дополнительньй резистор - с i точкой соединени  катода первого дио (Л да и второго резистивного датчика тока , второй вывод конденсатора соедиС нен с точкой соединени  первого, второго и третьего резисторов, второй вывод третьего резистора подключен к общей шине, второй дополнительный резистор включен между входнь выводом источника и управл ющим входом со регулирующего транзистора. СП СЛ STABILIZED POWER SUPPLY WITH OVERLOAD PROTECTION, containing a regulating transistor connected to the power bus in series with the first resistive current sensor, the first resistor through which the connection point of the regulating transistor and the resistive current sensor is connected to the connection point of the second and third resistors, the protective transistor whose collector connected to the control input of the regulating transistor, and the emitter - to the output power output of the power source, a capacitor, the first output of which A protective transistor emitter with an emitter, characterized in that, in order to increase reliability and efficiency, two diodes, two additional resistors and a second resistive current sensor, a protective transistor emitter are connected through the second resistive current sensor in series and the first diode is connected to the output of the regulating transistor, the base of the protective transistor through the second diode is connected to the second output of the second resistor and through the first additional resistor to the i point of the connection of the cathode of the first diode (L yes and the second cut stivnogo current sensor, the second terminal of the capacitor soediS nen with the point of the first compound, second and third resistors, a second terminal of the third resistor is connected to the common bus, the second additional resistor is connected between the input terminal and the source with a control input regulating transistor. JV SL

Description

11 Изобретение относитс  к электротркн е , а именно к сгабилизированны источникам электропитани  узлов авто матики, вычислительной техники и средств св зи. Известен стабилизатор посто нного напр жени  с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий и защитные транзисторы, измерительный орган и дополнительный источник питани , ста билитрон, резисторы и конденсатор 1 Недостатком этого устройства  вл  етс  низка  надежность работы, так как до срабатывани  защиты (она срабатывает со специально установленной временной задержкой, необходимой при работе на импульсную нагрузку) ток короткого замыкани  ограничен лишь н большим сопротивлением открытого регулирующего транзистора, что может привести к выходу его из стро . Наиболее близким к изобретению  в л етс  источник питани  на основе стабилизатора посто нного тока с защитой от перегрузок, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно с первым резистивным датчиком тока в силовую шину, первый р -тистор, через который точка соединение регулирующего транзистора и ре зистивного датчика тока соединена с точкой соединени  второго и третьего резисторов, защитный транзистор, коллектор которого соединен с управл ющим входом регулирующего тра нзистора , а эмиттер - с выходным силовым выводом источника питани , конденсатор , первый вывод которого соединен с эмиттером защитного транзистора 2 Известный источник питани  обеспзчивает кратковременное снабжение нагрузки током, значительно превьш1аю- щим установленный порог срабатывани  защиты. При этом максимальный импульсный ток нагрузки также ограничен, чЗо уменьшает веро тность выхода из стро  регулирующего транзистора. Однако известное устройство харак ,теризуетс  недостаточно высокой надежностью его работы, так как после возникновени  перегрузки (короткого замыкани  нагрузки) порог ограничени  выходного тока по мере зар да конденсатора уменьшаетс  по экспоненхщальному закону, поэтому дл  обеспечени  потребител  импульсным током 1 в течение времени длительности импульса 8и необходимо устанавливать началь572ный порог ограничени  тока О ц знаКратковременчительно больше ное протекание тока , который значительно больше требуемого тока 3, приводит к снижению надежности работы регулирующего транзистора. Кроме того, недостатком известного устройства  вл етс  большое падение напр жени  на датчике тока при импульсном увеличении тока нагрузки, что требует увеличени  входного напр жени , привод щего к снижению КПД устройства в целом. Цель изобретени  - повьш1ение надежности работы и КЦЦ устройства. Цель достигаетс  тем, что в стабилизированный источник питани  с защитой от перегрузок, содержащий регулирующий транзистор, включенный в силовую шину последовательно с первым резистивным датчиком тока, первый резистор , через который точка соединени  регулирующего транзистора и резистивного датчика тока соединена с точкой соединени  второго и третьего резисторов, защитный транзистор, коллектор которого соединен с управл ющим входом регулирующего транзистора , а эмиттер - с выходным смловым выводом источника питани , конденсатор , первый вьшод которого соединен с эмиттером защитного транзистора , введены два диода, два дополнительных резистора и второй резистивный датчик тока, эмиттер запщтного транзистора через последовательно включенные второй резистивный датчик тока и первый диод соединен с выходим регулирующего транзистора, база защитного транзистора через второй диод соединена с вторье4 выводом второго резистора и через первый дополните ьный резистор - с точкой соединени  катода первого диода и второго резистивного датчика тока, второй вывод конденсатора соединен с точкой соединени  первого, второго и третьего резисторов, второй вывод третьего резистора подключен к общей шине, второй дополнительный резистор включен между входным выводом источника и управл ющим входом регулирующего транзистора. На чертеже приведена принципиальна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит регулирующий транзистор 1, включенный последоваельно с первым резистивным датчиком11 The invention relates to electrical equipment, in particular, to galvanized power sources of automatics, computing and communication facilities. A constant voltage stabilizer with overload protection is known, which contains control and protection transistors, a measuring organ and an additional power source, a stabilizer, resistors and a capacitor 1. The disadvantage of this device is low reliability of operation, since before the protection is triggered (it works with the set time delay required when operating on a pulsed load) the short circuit current is limited only by the large resistance of the open control transistor, which can to lead to his release Closest to the invention is a power supply based on a DC stabilizer with overload protection, containing a regulating transistor connected in series with the first resistive current sensor to the power bus, the first p-resistor, through which the connection of the regulating transistor and the resistive sensor current is connected to the connection point of the second and third resistors, the protective transistor, the collector of which is connected to the control input of the regulating transistor, and the emitter - to the output power output The power supply house, the capacitor, the first terminal of which is connected to the emitter of the protective transistor 2. A well-known power source contributes to the short-term supply of the load with a current that significantly exceeds the set protection threshold. At the same time, the maximum impulse current of the load is also limited, hzo reduces the probability of a failure of the control transistor. However, the known device is characterized by insufficient reliability of its operation, since after an overload (short circuit of the load) occurs, the output current limitation threshold as the capacitor is charged decreases according to the exponential law, therefore, to provide the consumer with pulsed current 1 during the pulse duration 8 and setting the initial 572th threshold of the current limit O c of the sign for a shorter transient current flow, which is significantly higher than the required current 3, leads to reduce the reliability of the regulating transistor. In addition, a disadvantage of the known device is a large voltage drop across the current sensor with a pulsed increase in the load current, which requires an increase in the input voltage, leading to a decrease in the efficiency of the device as a whole. The purpose of the invention is to increase the reliability of operation and the CCT of the device. The goal is achieved in that in a stabilized power supply with overload protection, containing a regulating transistor connected to the power bus in series with the first resistive current sensor, the first resistor through which the connection point of the regulating transistor and the resistive current sensor is connected to the connection point of the second and third resistors , protective transistor, the collector of which is connected to the control input of the regulating transistor, and the emitter - to the output sm output of the power source, capacitor, p The left one is connected to the emitter of the protective transistor, two diodes, two additional resistors and a second resistive current sensor, an emitter of the protective transistor are connected through the second resistive current sensor and the first diode are connected to the control transistor, the base of the protective transistor is connected to the second diode 4 the output of the second resistor and through the first additional resistor - with the connection point of the cathode of the first diode and the second resistive current sensor, the second output capacitor and connected to the connection point of the first, second and third resistors, the second output of the third resistor is connected to the common bus, the second additional resistor is connected between the input terminal of the source and the control input of the regulating transistor. The drawing shows a schematic diagram of the proposed device. The device contains a regulating transistor 1, connected in series with the first resistive sensor

2 тока, параллельно которому через диод 3 подключен второй резистивный датчик 4 тока, эмиттер защитного транзистора 5 соединен с выходным силовым выводом устройства, а база через резистор 6 с точкой соединени  диода 3 и второго резистивного датчика 4 тока, через диод 7 и резисторы 8 и 9 - с выходом регулирующего транзистора 1. Точка соединени  резисторов 8 и 9 через конденсатор 10 соединена с эмиттером защитного транзистора и через резистор 11 - с минусовой шиной. Между входным выводом устройства и управл ющим входом транзистора 1 включен резистор 12.2 current, in parallel with which a second resistive current sensor 4 is connected via diode 3, the emitter of the protection transistor 5 is connected to the output power output of the device, and the base through resistor 6 with the connection point of diode 3 and second resistive current sensor 4, through diode 7 and resistors 8 and 9 - with the output of the regulating transistor 1. The connection point of the resistors 8 and 9 is connected via a capacitor 10 to the emitter of the protective transistor and through a resistor 11 to a minus bus. A resistor 12 is connected between the input terminal of the device and the control input of transistor 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В исходном состо нии регулирующий элемент 1 открыт напр жением, поступающим на его управл ющий вход через резистор 12. Защитный транзистор 5 закрыт и не оказывает никакого вли ни  на работу устройства.In the initial state, the regulating element 1 is open by the voltage supplied to its control input through the resistor 12. The protection transistor 5 is closed and has no effect on the operation of the device.

При протекании тока,потребл емого нагрузкой в паузе, падение напр жени  на резистивном датчике 2 тока недостаточно дл  открывани  защитного транзистора 5, диод 3 закрыт, и через второй резистивный датчик 4 тока ток не протекает. При импульсном увеличении тока нагрузки увеличиваетс  падение напр жени  на резистивном датчике 2 тока,диод 3 открываетс , и основна  часть тока нагрузки начинает протекать через второй резистивный датчик 4 тока (сопротивление резистивного датчика 4 тока, определ ющего порог срабатывани  защиты в импульсе выбираетс  меньше сопротивлени  резистивного датчика 2 тока, который определ ет порог срабатывани  защиты в паузе), при этом, если ток нагрузки превышает установленный порог срабатывани  защиты, защитный транзистор 5 открываетс  напр жением, поступающим на его базу через резистор 6 с резистивного датчика 4 тока и своей коллекторной цепью шунтирует управл ющий вход регулирующего элемента 1, чем достигаетс  ограничение выходного тока. Одновременно с этим начинает зар жатьс  конденсатор 10 напр жением , поступающим на него через резистор 9 с резистивного датчика 2 тока. Через некоторое врем , определ емое посто нной времени зар да конденсатора 10, напр жение на нем становитс  больше напр жени  на базе защитного транзистора 5,диод 7 открываетс ,и на базу транзистора 5 поступает напр жение с резистивного датчика 2 тока. Так как напр жение на нем больше напр жени  на датчике 4 тока (на величину падени  напр жени  на диоде 3), то после этого происходит ограничение выходного тока на значительно меньшем уровне, определ емом датчиком 2 тока Резистор 11 подбираетс  таким образом , чтобы при токе нагрузки в паузе напр жение на конденсаторе 10 бьшо равно нулю (или даже отрицательное), чем устран етс  возможность открывани защитного транзистора 5 в паузе при отсутствии перегрузки. Одновременно благодар  этому ток длительного короткого замыкани  значительно меньше тока потреблени  нагрузки в паузе. После устранени  перегрузки происходит восстановление рабочего режима устройства.When the current consumed by the load during the pause, the voltage drop across the resistive sensor 2 does not have enough current to open the protective transistor 5, the diode 3 is closed, and no current flows through the second resistive sensor 4. When a pulsed load current increases, the voltage drop across the resistive current sensor 2 increases, diode 3 opens, and the main part of the load current begins to flow through the second resistive current sensor 4 (the resistance of the resistive current sensor 4 that determines the threshold of protection operation in a pulse is chosen less than the resistive resistance current sensor 2, which determines the protection triggering threshold in the pause), in this case, if the load current exceeds the set protection response threshold, the protection transistor 5 opens to p zheniem input at its base through a resistor 6 to a resistive current sensor 4 and its collector circuit shunts the control input of the regulating member 1 than the output current limiting is achieved. At the same time, the capacitor 10 is charged with the voltage supplied to it through the resistor 9 from the resistive current sensor 2. After some time, determined by the constant charging time of the capacitor 10, the voltage across it becomes greater than the voltage at the base of the protective transistor 5, the diode 7 opens, and the voltage from the resistive current sensor 2 is applied to the base of transistor 5. Since the voltage on it is greater than the voltage on current sensor 4 (by the amount of voltage drop on diode 3), then the output current is limited to a much lower level determined by current sensor 2. Resistor 11 is selected so that at current load in the pause voltage across the capacitor 10 was zero (or even negative), thus eliminating the possibility of opening the protective transistor 5 in the pause in the absence of overload. At the same time, due to this, the continuous short-circuit current is much less than the load current consumption in the pause. After the overload is removed, the device’s operating mode is restored.

. По сравнению с известными стабилизатораю посто нного напр жени  с защитой от перегрузки предлагаемое устройство обеспечивает более высокую надежность работы, так как порог срабатывани  защиты в импульсе в нем может быть установлен равным или чуть больше тока потреблени  нагрузки в импульсе, в то врем  как в известных устройствах этот порог срабатывани  необходимо устанавливать значительно больше тока потреблени  нагрузки в импульсе с таким расчетом, чтобы к моменту окончани  импульса (вследствие экспоненциального уменьшени  порога срабатывани  защиты от времени) порог срабатывани  защиты не был меньше тока потреблени  нагрузки в импульсе. Благодар  этому при коротком замыкании нагрузки через регулирующий транзистор протекает значительно меньший ток, что повышает надежность его работы и позвол ет использовать регулирующий транзистор, рассчитанный на меньший ток. Кроме того, путем шунтировани  резистивного датчика 2 тока цепочкой из последовательно соединенных диода 3 и резистивного датчика 4 тока уменьшаютс  потери напр жени  при импульсах тока нагрузки, что позвол ет уменьшить входное напр жение и повысить тем самым КПД устройства.. Compared with the known constant voltage stabilizer with overload protection, the proposed device provides higher reliability of operation, since the protection threshold in the pulse in it can be set to or slightly higher than the current consumption of the pulse load, while in known devices this threshold needs to be set significantly higher than the current consumption of the pulse load, so that by the time the pulse ends (due to the exponential decrease in the Hectare of operation of protection against time) The threshold of operation of protection was not less than the current consumption of the load in the pulse. Due to this, when the load is short-circuited, a much lower current flows through the regulating transistor, which increases its reliability and allows the use of a regulating transistor calculated for a lower current. In addition, by shunting the resistive current sensor 2 by a chain of series-connected diode 3 and the resistive current sensor 4, the voltage losses during load current pulses are reduced, which makes it possible to reduce the input voltage and thereby increase the efficiency of the device.

0202

II

WW

8 78 7

0-00-0

Claims (1)

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащий регулирующий транзистор, включенный в силовую шину последовательно с первым резистивным датчиком тока, первый резистор, через который точка соединения регулирующего транзистора и резистивного датчика тока соединена с точкой соединения второго и третьего резисторов, защитный транзистор, коллектор которого соединен с управляющим входом регулирующего транзистора, а эмиттер - с выходным силовым выводом источника питания, конденсатор, первый вывод которого соединен с эмиттером защитного транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, в *него введены два диода, два дополнительных резистора и второй резистивный датчик тока, эмиттер защитного транзистора через последовательно включенные второй резистивный датчик тока и первый диод соединен с выходом регулирующего транзистора, база защитного транзистора через второй диод соединена с вторым выводом второго резистора и через первый дополнительный резистор - с точкой соединения катода первого диода и второго резистивного датчика тока, второй вывод конденсатора соединен с точкой соединения первого, второго и третьего резисторов, второй вывод третьего резистора подключен к общей шине, второй дополнительный резистор включен между входным выводом источника и управляющим входом регулирующего транзистора.A STABILIZED POWER SUPPLY WITH OVERLOAD PROTECTION, comprising a control transistor connected in series with the first resistive current sensor, a first resistor through which the connection point of the control transistor and resistive current sensor is connected to the connection point of the second and third resistors, a protective transistor whose collector connected to the control input of the control transistor, and the emitter to the output power output of the power source, a capacitor, the first output of which is connected a protective transistor emitter, characterized in that, in order to increase reliability and efficiency, two diodes, two additional resistors and a second resistive current sensor are introduced into it, a protective transistor emitter through a second resistive current sensor and a first diode connected in series with the output of the control transistor , the base of the protective transistor through the second diode is connected to the second terminal of the second resistor and through the first additional resistor to the connection point of the cathode of the first diode and the second resistive sensor and current, the second terminal of the capacitor is connected to the connection point of the first, second and third resistors, the second terminal of the third resistor is connected to a common bus, the second additional resistor is connected between the input terminal of the source and the control input of the regulating transistor. 1095110951 СП *4SP * 4