SU1553964A1 - Dc voltage regulator with protection from current overloads - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитани  технических средств электроники, автоматики и радиотехники. Цель - повышение эффективности защиты от токовых перегрузок и улучшение эксплуатационных характеристик. Стабилизатор напр жени  посто нного тока с защитой от токовых перегрузок состоит из регулирующего транзистора 1, включенного последовательно с датчиком тока 2 в силовую шину, узла обратной св зи 3, выход которого подключен к базе регулирующего транзистора 1 и к коллектору транзистора ключевого каскада 4, с базой которого соединен выход компаратора 5, делител  выходного напр жени  6, источника напр жени  смещени  и делител  7 напр жени  сигнала защиты. При перегрузке вследствие увеличени  напр жени  на инвертирующем входе компаратора 5 последний опрокидываетс  и удерживаетс  в этом состо нии суммой напр жений источника смещени  и с делител  7. Напр жением с выхода компаратора, имеющего при этом положительную пол рность, производитс  выключение устройства. При сн тии перегрузки компаратор и стабилизатор, в целом, возвращаютс  в исходное состо ние. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply devices for technical means of electronics, automation and radio engineering. The goal is to increase the effectiveness of protection against current overloads and improve performance. A DC voltage regulator with current overload protection consists of a regulating transistor 1 connected in series with a current sensor 2 into the power bus, a feedback node 3, the output of which is connected to the base of the regulating transistor 1 and to the collector of the transistor of the key stage 4, c the base of which is connected to the output of the comparator 5, the voltage divider of the output voltage 6, the bias voltage source and the voltage divider 7 of the protection signal. In case of overload due to an increase in the voltage on the inverting input of the comparator 5, the latter overturns and is held in this state by the sum of the voltages of the bias source and from the divider 7. The voltage from the output of the comparator, which has a positive polarity, turns off the device. When the overload is removed, the comparator and the stabilizer generally return to their original state. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитани  технических средств автоматики, электроники и радиотехники.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply devices for technical means of automation, electronics and radio engineering.

Цель изобретени  - повышение эффективности защиты.The purpose of the invention is to increase the effectiveness of protection.

На чертеже представлена электрическа  схема стабилизатеора напр жени  с з ащитой.The drawing shows an electrical circuit of a voltage regulator with protection.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, включенный последовательно с датчиком 2 тока в силовую шину, узел 3 обратной св зи, включенный параллельно выходным выводам, выход которого подключен к управл ющей цепи регулирующего элемента 1 и к выходу ключевого элемента 4 на транзисторе , эмиттер которого подключен к общей шине, а управл юща  цепь ключевого элемента 4 подключена к выходу компаратора 5, делитель 6 напр жени , один вывод которого подключен к силовой шине между выходом регулирующего элемента и Ъдним из выводов датчика 2 тока, а другой вывод делител  напр жени  подключен к общей шине, делитель 7 напр жени  сигнала защиты,The stabilizer contains a regulating element 1 connected in series with the current sensor 2 to the power bus, a feedback node 3 connected in parallel to the output terminals, the output of which is connected to the control circuit of the regulating element 1 and to the output of the key element 4 on the transistor whose emitter is connected to the common bus and the control circuit of the key element 4 is connected to the output of the comparator 5, the voltage divider 6, one output of which is connected to the power bus between the output of the regulating element and the one of the current sensor 2 terminals and the other output of the voltage divider is connected to the common bus, the divider 7 is the protection signal voltage,

слcl

озoz

ХX

оabout

йьy

включенный между общей шиной и выхоом компаратора 5, йыход делител  7 через параллельно включенные конденсатор 8 и резистор 9 подключен к неин- вертирующёму входу компенсатора 5 и через резистор 10 к выходу делител  6 напр жени , а инвертирующий вход компаратора 5 через резистор 11 подключен к другому выводу датчика 2 то-JQ ка, цепочку из последовательных соединенных резистора 12 и диода 13, включенную между неинвентирующим входом компаратора 5 и выводом 14 дл  под- кл|ючени  источника смещени  Е см, ко-  вл етс  температурно-стабиль- ным.connected between the common bus and the output of the comparator 5, the divider 7 output through a parallel connected capacitor 8 and the resistor 9 is connected to the non-inverting input of the compensator 5 and through the resistor 10 to the output of the voltage divider 6, and the inverting input of the comparator 5 through the resistor 11 is connected to another The output of sensor 2 to-jq ka, a chain of series-connected resistors 12 and diode 13, connected between the non-ventilation input of comparator 5 and terminal 14 to tune the bias source E cm, is temperature-stable.

Стабилизатор работает следующим образом.The stabilizer works as follows.

В нормальном режиме работы до мо- 20 мв|нта повышени  током нагрузки задан- порогового значени , транзистор 4 ключевого элемента закрыт выходным напр жением компаратора 5 и узел защиты не оказывает вли ни  на работу 25 регулирующего элемента 1 и стабилизатора в целом.In normal operation, up to a maximum of 20 mV | nta of the increase in the load current is given a threshold value, the transistor 4 of the key element is closed by the output voltage of the comparator 5 and the protection node does not affect the operation 25 of the regulating element 1 and the stabilizer as a whole.

Такое состо ние схемы стабилизатора соответствует условию: сумма напр жений на неинвертирующем входе компаратора 5, имеюща  составл ющие напр жений источника напр жени  смещени  Есм с .выхода делител  бис выхода компаратора.5, меньше величины напр жени  на инвертирующем вхо- д4 компаратора. При возрастании тока нагрузки возрастает падение напр жени  на резисторе датчика 2 тока, соответственно этому возрастает напр жение на неинвертирующем входе компаратора 5, При достижении величиной эгЈого напр жени  значени  напр жени  на инвертирующем входе компаратора 5 (выходе стабилизатора) , компаратор опрокиды- в 1етс , т.е. напр жение на его выходе ,г мен ет знак - становитс  положительным. этом открываетс  транзистор 4, кото- рцй шунтирует управл ющий /переход регулирующего элемента 1. Напр жение на выходе стабилизатора резко уменьшаетс , и установившеес  значение его при этом определ етс  режимом работы элементов узла защиты. Процесс опрокидывани  компаратора 5 происходит Форсировано благодар  наличию конденсатора 8 в цепи положительной обратной св зи компаратора Ь. В выклю- чфном состо нии стабилизатор удержи-вретс  в основном напр жением ис30This condition of the stabilizer circuit corresponds to the condition: the sum of the voltages at the non-inverting input of the comparator 5, which has the components of the voltage source of the bias voltage Esm from the output divider of the comparator output bis.5, is less than the voltage on the inverting input 4 of the comparator. As the load current increases, the voltage drop across the resistor of the current sensor 2 increases. Accordingly, the voltage at the non-inverting input of the comparator 5 increases. When the voltage of this voltage reaches the voltage at the inverting input of the comparator 5 (stabilizer output), the comparator tilts in those. the voltage at its output, g changes the sign — becomes positive. This opens the transistor 4, which bypasses the control / transition of the regulating element 1. The voltage at the output of the stabilizer decreases sharply, and its steady value is determined by the mode of operation of the protection node elements. The overturning process of comparator 5 occurs. Forced due to the presence of a capacitor 8 in the positive feedback circuit of comparator b. In the off state, the stabilizer is deducted mainly by voltage and power.

3535

40 40

5050

5555

г g

5five

00

00

5five

точника смещени  Е&м и частью выходного напр жени  компаратора 5, снимаемого с делител  1. Сумма этих напр жений должна быть больше остаточного напр жени  выключенного стабилизатора .displacement point E & m and part of the output voltage of comparator 5 taken from divider 1. The sum of these voltages should be greater than the residual voltage of the off stabilizer.

При сн тии перегрузки напр жение на выходе стабилизатора возрастает и при определённом значении сопротивлени  нагрузки напр жение на инвертирующем входе компаратора 5 становитс  больше, чем на его неинвертирующем входе. Компаратор при этом форсированно возвращаетс  в исходное состо ние , включа  стабилизатор в рабочий режим.When the overload is removed, the voltage at the output of the stabilizer increases and, at a certain value of the load resistance, the voltage at the inverting input of the comparator 5 becomes greater than at its non-inverting input. In this case, the comparator is forcedly returned to the initial state, including the stabilizer in the operating mode.

Claims (1)

Таким образом, предлагаемый стабилизатор по сравнению с известным обладает более высокой эффективностью работы устройства защиты от токовых перегрузок, обеспечива  автоматическое включение стабилизатора в рабочее состо ние после устранени  перегрузки или воздействи  на стабилизатор сигналов различных импульсных или других видов помех, Стабилизатор устойчиво работает во всем диапазоне изменени  величины тока нагрузки - от нул  до тока срабатывани  защиты . Формула изобретени Thus, the proposed stabilizer in comparison with the known one has a higher efficiency of the device for protection against current overloads, providing automatic activation of the stabilizer in the working state after eliminating the overload or affecting the stabilizer of signals of various pulsed or other types of interference. The stabilizer operates stably over the entire range of variation. the magnitude of the load current ranges from zero to the tripping current of the protection. Invention Formula Стабилизатор напр жени  посто нного тока с защитой от токовых перегрузок, содержащий регулирующий элемент, включенный последовательно в силовую шину, узел обратной св зи, включенный параллельно выходным выводам, выход которого подключен к управл ющей цепи регулирующего элемента, и узел защиты, состо щий из датчика тока, конденсатора, делител  напр жени , компаратора, выход которого подключен к управл ющему входу ключевого элемента на транзисторе, коллектор которого подключен к управл ющему входу регулирующего элемента, а эмиттер - к общей шине,инвертирующий вход компаратора через первый резистор подключен к одному из выводов датчика тока,неинвертирующий вход компаратора через второй резистор подключен к выходу делител  напр жени  и к одному из выводов цепочки из последовательно соединенных третьего резистора и диода, отличают, ийс  тем, что, с целью повышени  эффективности защиты, в узел защиты введены делительA DC voltage regulator with overcurrent protection, containing a regulating element connected in series to the power bus, a feedback node connected in parallel with the output terminals, the output of which is connected to the control circuit of the regulating element, and a protection node consisting of a sensor current, capacitor, voltage divider, comparator, the output of which is connected to the control input of the key element on the transistor, the collector of which is connected to the control input of the regulating element, and the emitter - the common bus, the inverting input of the comparator through the first resistor is connected to one of the current sensor pins, the non-inverting input of the comparator through the second resistor is connected to the output of the voltage divider and to one of the pins of the third resistor and diode connected in series, , in order to increase the effectiveness of protection, a divider is inserted in the protection node напр жени  сигнала защиты,включенный между выходом компаратора и общей шиной, и четвёртый резистор, соединенный параллельно с конденсатором, причем резистор и конденсатор подключены между средним выводом делител  сигнала защиты и неинвертирующим входом компаратора, причем другой вывод цепочки из последовательно соеthe voltage of the protection signal connected between the comparator output and the common bus and a fourth resistor connected in parallel with the capacitor, the resistor and the capacitor being connected between the middle output of the protection signal divider and the non-inverting input of the comparator, and another output of the chain from the series диненных третьего резистора и диода соединен с введенным выводом дл  подключени  источника смещени , другой вывод датчика тока, включенного последовательно с регулирующим элементом , подключен к выходу регулирующего элемента и к одному из выводов делител  напр жени , другой вывод которого подключен к общей шине.A third resistor and a diode are connected to an input terminal for connecting a bias source, another current sensor terminal connected in series with the regulating element is connected to the output of the regulating element and to one of the terminals of a voltage divider whose other terminal is connected to the common bus. 0404 оabout