SU1756873A1 - Bipolar dc voltage stabilizer - Google Patents

Abstract

Использование: дл  электропитани  радиоэлектронной аппаратуоы, не имеющей нулевого провода. Сущность изобретени : устройство имеет два канала стабилизации - положительный и отрицательный. Каждый канал построен по типу компенсационного стабилизатора посто нного напр жени  с последовательным регулирующим транзистором и датчиком тока в его цепи. Устройство содержит также оптрон на светодиоде и фототиристоре и в каждом канале - транзистор защиты. Это обеспечивает нормальный запуск устройства при работе на нагрузку и срабатывание защиты от перегрузок и к.з. одновременно в обоих каналах при возникновении аварии в одном из них 1 ил.Use: to power electronic equipment that does not have a neutral wire. The essence of the invention: the device has two stabilization channels - positive and negative. Each channel is constructed according to a type of DC compensating stabilizer with a series regulating transistor and a current sensor in its circuit. The device also contains an optocoupler on the LED and the photothyristor and in each channel the protection transistor. This ensures the normal launch of the device when working on the load and the operation of the overload protection and short-circuit protection. at the same time in both channels in the event of an accident in one of them 1 sludge.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  электропитани  различных радиоэлектронныхThe invention relates to electrical engineering and can be used to power various radioelectronic

УСТРОЙСТВ;DEVICES;

Известен блок питани  разнопол рный напр жений. Однако в случае перегрузки пб току иги коротком замыкании одного из каналов стабилизации в известном блоке питани  на выходе другого остаетс  номинальное напр жение.The power supply unit is known for multipole voltage. However, in the event of a pb current overload, the short circuit of one of the stabilization channels in the known power supply unit, the output of the other remains the nominal voltage.

Наиболее близким к предлагаемому  &- л етс  двухпол рный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий два канала стабилизации различной пол рности , каждый из которых состоит из последовательно включенных в силовую шину регулирующего транзистора и резистивного датчика тока, измерительно-усилительного узла обратной св зи, подключенного выходным выводом к базе регулирующего транзистора , транзистора защиты и источника опорного напр жени , причем в положительном канале стабилизации измерительный вход измерительно-усилительного узла подключен относительно общей шины к выходному выводу, опорный вход - к источнику опорного напр жени , эмиттер транзистора защиты подключен к выходному выводу, база - к эмиттеру, а коллектор - к базе регулирующего транзистора, в отрицательном канале стабилизации эмиттер транзистора защиты подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, база подключена к выходному выводу, а коллектор - к базе регулирующего транзистора положительного канала, опорный и измерительный входы измерительно-усилительного узла отрицательного канала подключены соответственно к общей шине и между потенциальными выводами.The closest to the proposed two-pole voltage regulator contains two stabilization channels of different polarity, each of which consists of a regulating transistor and a resistive current sensor connected in series to the power bus, output terminal to the base of the regulating transistor, the protection transistor and the source of the reference voltage, and in the positive stabilization channel the measuring input is measuring-amplifying the node is connected to the common output bus to the output terminal, the reference input to the reference voltage source, the protection transistor emitter is connected to the output output, the base to the emitter, and the collector to the base of the regulating transistor, in the negative stabilization channel the emitter of the protection transistor is connected to the emitter of the regulator transistor, the base is connected to the output terminal, and the collector is connected to the base of the control transistor of the positive channel, the reference and measuring inputs of the measuring and amplifying node of the negative channel under lyucheny respectively to a common bus and between potential leads.

Недостатком известного двухпол рного стабилизатора посто нного напр жени   вл етс  схема узла защиты, не обеспечива  ток короткого замыкани  ниже порога его срабатывани , а в случае, если нагрузка  вл етс  общей дл  обоих стабилизаторов, подключена к выходным потенциальным выводам каждого стабилизатора и не имеет общего контакта с нулевой (общей) шиной. В этом случае стабилизатор невозможно запустить, так как напр жение стабилизатора положительной пол рности через общую нагрузку поступает на выход стабилизатора отрицательной пол рности, что приводит к открыванию его защитного транзистора и закрыванию регулирующего транзистора стабилизатора положительной пол рности.A disadvantage of the known two-pole DC voltage regulator is the circuit of the protection node, without providing a short-circuit current below its threshold, and in case the load is common for both stabilizers, it is connected to the output potential terminals of each stabilizer and does not have a common contact with zero (common) bus. In this case, the stabilizer cannot be started, since the voltage of the stabilizer of positive polarity through the total load enters the output of the negative polarity stabilizer, which leads to the opening of its protective transistor and the closing of the regulating transistor of the stabilizer of positive polarity.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  работоспособности при общей нагрузке.The purpose of the invention is to expand the functionality by ensuring operability with a total load.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухпол рный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий положительный и отрицательный каналы стабилизации, каждый из которых состоит из последовательно включенных в силовую шину регулирующего транзистора и резистивного датчика тока , измерительно-усилительного узла обратной св зи, подключенного выходным выводом к базе регулирующего транзистора , транзистора защиты и источника опорного напр жени , причем в положительном канале стабилизации измерительный вход измерительно-усилительного узла подключен относительно общей шины к положительному выходному выводу, опорный вход - к источнику опорного напр жени , эмиттер транзистора защиты подключен к выходному ЁКВОДУ, база - к эмиттеру, а коллектор - к базе регулирующего транзистора , в отрицательном канале стабилизации эмиттер транзистора защиты подключен к эмиттеру регулирующего транзистора , база подключена к отрицательному выходному выводу, опорный и измерительный входы измерительно-усилительного узла подключены соответственно к общей шине и между положительным и отрицательным выводами, введены оптрон на светодиоде и фоторезисторе и ограничительный резистор, причем последовательна  цепь из светодиодов в пр мом напрайлении и ограничительного резистора включена между общей шиной и отрицательным выходным выводом, анод фототиристора подключен к базе регулирующего транзистора положительного канала, а катод - к коллектору защитного транзистора отрицательного канала стабилизации,The goal is achieved by the fact that a two-pole DC voltage regulator contains positive and negative stabilization channels, each of which consists of a regulating transistor and a resistive current sensor connected in series to the power bus, a measuring and amplifying feedback unit connected by an output terminal to the base of the regulating transistor, the protection transistor and the source of the reference voltage, and in the positive channel of stabilization the measuring input is measuring and amplifying the common node is connected to the positive output terminal relative to the common bus, the reference input is connected to the source of the reference voltage, the emitter of the protection transistor is connected to the output EKVOD, the base is connected to the emitter, and the collector is connected to the regulating transistor, in the negative stabilization channel the emitter of the protection transistor is connected to the emitter of the regulating transistor, the base is connected to the negative output terminal, the reference and measuring inputs of the measuring-amplifier unit are connected respectively to the common bus and between the positive negative terminals, an optocoupler on the LED and a photoresistor and a limiting resistor are inserted, with a series of LEDs in the forward voltage and a limiting resistor connected between the common bus and the negative output terminal, the anode of the photothyristor is connected to the positive control transistor and the cathode to the protective circuit negative channel stabilization transistor,

На чертеже приведена схема двухпол рного стабилизатора посто нного напр женил дл  случа  работы на общую нагрузку.The drawing shows a diagram of a two-pole constant voltage stabilizer for the case of operating on a common load.

Двухпол рный стабилизатор посто нного напр жени  содержит положительный и отрицательный каналы стабилизации различной пол рности, каждый из которых состоит из последовательно включенных в силовую шину регулирующего транзистора 1 (2), резистивного датчика 3 (4) тока и измерительно-усилительного узла 5 (6) обратнойA two-pole DC voltage regulator contains positive and negative stabilization channels of different polarities, each of which consists of a control transistor 1 (2) connected in series to the power bus, a current resistance sensor 3 (4) and a measuring and amplifying node 5 (6) inverse

Св зи, выход которого подключен к базе регулирующего транзистора 1 (2), выходные выводы 7 (8), вывод общей шины 9, защитные транзисторы 10 и 11,резистивные делители 12 и 13 напр жени .Connection, the output of which is connected to the base of the regulating transistor 1 (2), the output pins 7 (8), the output of the common bus 9, the protective transistors 10 and 11, resistive dividers 12 and 13 voltage.

В положительном канале стабилизации эмиттер защитного транзистора 10 подключен к 6 дному из выводов датчика 3 тока и к выходному выводу 7, база подключена к средней точке делител  12, а коллектор - кIn the positive stabilization channel, the emitter of the protection transistor 10 is connected to 6th one of the current sensor 3 terminals and to the output terminal 7, the base is connected to the midpoint of the divider 12, and the collector is connected to

базе регулирующего транзистора 1, а опорный вход измерительно-усилительного узла 5 относительно общей шины 9 подключен к источнику 14 опорного напр жени , в отрицательном канале стабилизации эмиттерthe base of the regulating transistor 1, and the reference input of the measuring and amplifying node 5 relative to the common bus 9 is connected to the source 14 of the reference voltage, in the negative stabilization channel the emitter

транзистора 11 защиты подключен к средней точке делител  13 напр жени , база - к одному из выводов датчика 4 тока и к выходному выводу 8, коллектор - через переход катод-анод фототиристора 15 оптопары - кthe protection transistor 11 is connected to the midpoint of the voltage divider 13, the base is connected to one of the current sensor 4 terminals and to the output terminal 8, the collector through the cathode to anode of the photo thyristor 15 optocoupler to the

базе регулирующего транзистора 1 положительного канала, к выходному выводу 7 которого подключены опорный и измерительный входы измерительно-усилительного узла 6, светодиод 16 оптопары вthe base of the regulating transistor 1 of the positive channel, to the output terminal 7 of which the reference and measuring inputs of the measuring and amplifier unit 6 are connected, the LED 16 of the optocoupler

пр мом направлении включен параллельно выходным выводам отрицательного канала стабилизации через ограничительный резистор 17, а также общую нагрузку и обратно смещенные диоды 18 и 19.the forward direction is connected in parallel with the output pins of the negative stabilization channel through the limiting resistor 17, as well as the total load and the reverse biased diodes 18 and 19.

Двухпол рный стабилизатор посто нного напр жени  работает следующим образом .The bipolar constant voltage regulator operates as follows.

В момент включени  входных выводов, питающих напр жение, на стабилизатор через коллектор-эмиттерный переход транзистора 11 защиты ток не протекает, тиристор 12 закрыт, так как не засвечен светодоид 13, Транзистор 1 открываетс , по вл етс  напр жение на выходе стабилизатора положительной пол рности и, как следствие, на выходе стабилизатора отрицательной пол рности , которое, достигнув своего номинального значени , зажигает светодиод 13, фототиристор 12 отпираетс  м обеспечиваетAt the moment of switching on the input terminals supplying the voltage to the stabilizer through the collector-emitter junction of the protection transistor 11 does not flow, the thyristor 12 is closed because the LED 13 is not illuminated, Transistor 1 opens, a positive polarity output appears and, as a result, at the output of the negative polarity stabilizer, which, having reached its nominal value, turns on the LED 13, the photo thyristor 12 is unlocked

св зь коллектора транзистора 11 с базой транзистора 1.the connection of the collector of the transistor 11 with the base of the transistor 1.

В рабочих режимах транзистор 10 (11) закрыт. При перегрузке или коротком замыкании в канале положительной пол рности на датчике 3 тока увеличиваетс  падение напр жени , которое при достижении порогового значени  приводит к открыванию Защитного транзистора 10. который начинает шунтировать эмиттерный переход регули- рующего транзистора 1. При этом выходные напр жени  и ток нагрузки 15 уменьшаютс  пропорционально уменьшению сопротивлени  нагрузки 15. Величина отрицательного выходного напр жени  снижаетс  одновременно с уменьшением положительного выходного напр жени , так как измерительно-усилительныйузел отрицательного канала отслеживает изменение выходного напр жени  положитель- но го канала.In operating modes, the transistor 10 (11) is closed. During an overload or short circuit in the positive polarity channel on the current sensor 3, the voltage drop increases, which, when the threshold value is reached, leads to the opening of the Protection transistor 10. which starts to shunt the emitter junction of the regulating transistor 1. 15 decrease in proportion to the decrease in load resistance 15. The magnitude of the negative output voltage decreases simultaneously with the decrease in the positive output voltage, because The negative-channel measuring amplifier monitors the change in the output voltage of the positive channel.

Если перегрузка или короткое замыкание возникают в канале отрицательного на- пр жени , то открываетс  защитный транзистор 11 (при этом фототиристор 12 остаетс  открытым и шунтирует эмиттерный переход транзистора 1, который начинает закрыватьс , что приводит к уменьшению в канале положительной пол рности и способствует закрыванию отри- цательного канала, в результате чего одновременно уменьшаютс  выходные напр жени  обоих каналов.If an overload or short circuit occurs in the negative voltage channel, the protective transistor 11 opens (while the photothyristor 12 remains open and shunts the emitter junction of transistor 1, which begins to close, which leads to a decrease in the positive polarity - valuable channel, as a result of which the output voltages of both channels are simultaneously reduced.

Таким образом, в предложенном стаби- лизаторе обеспечиваетс  нормальный за пуск при работе на общую нагрузку и срабатывание защиты от перегрузки и короткого замыкани  одновременно в обоих каналах стабилизации при возникновении перегрузки и короткого замыкани  в одном из них.Thus, in the proposed stabilizer, a normal start is provided when operating on a common load and the overload and short-circuit protection operates simultaneously in both stabilization channels when an overload and short-circuit occurs in one of them.

Claims (1)

Формула изобретени  Двухпол рный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий положительный и отрицательный каналы стабилизации, каждый из которых состоит из последовательно включенных в силовую шину регулирующего транзистора и резистивного датчика тока, измерительно-усилительного узла обратной св зи, подключенного выходным выводом к базе регулирующего транзистора , транзистбра защиты и источника опорного напр жени 4, причем в положительном канале стабилизации измерительный вход измерительно-усилительного узла подключен относительно общей шины к положительному выходному выводу, опорный вход - к источнику опбрного напр жени , эмиттер транзистора защиты подключен к выходному выводу, база - к эмиттеру, а коллектор - к базе регулирующего транзистора, в отрицательном канале стабилизации эмиттер транзистора защиты подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, база подключена к отрицательному выходному выводу, опорный и измерительный входы измерительно-усилительного узла подключены соответственно к общей шине и между положительным w отрицательным выходными выводами, отличающийс  тем,что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  работоспособности при общей нагрузке, в него введены оптрон на светодиоде и фототиристоре и ограничительный резистор, причем последовательна  цепь из светодиода в пр мом направлении и ограничительного резистора включена между общей шиной и отрицательным выходным выводом, анод фоторезистора подключен к базе регулирующего транзистора положительного канала стабилизации, а катод - к коллектору транзистора защиты отрицательного канала стабилизации .Bilateral polarized voltage regulator, containing positive and negative stabilization channels, each of which consists of a control transistor and a resistive current sensor connected in series to the power bus, a feedback measuring amplifier, connected by an output terminal to the base of the control transistor, transistor protection and the source of the reference voltage 4, and in the positive channel stabilization measuring input of the measuring-amplifier node is connected with respect to the common bus to the positive output terminal, the reference input to the test voltage source, the protection transistor emitter is connected to the output output, the base to the emitter, and the collector to the regulating transistor base, the protection transistor emitter is connected to the regulator transistor in the negative stabilization channel , the base is connected to the negative output terminal, the reference and measuring inputs of the measuring-amplifier unit are connected respectively to the common bus and between the positive w negative output These findings, in order to extend the functionality by ensuring operability under total load, an optocoupler on the LED and a photo thyristor and a limiting resistor are inserted into it, and a series circuit of the LED in the forward direction and the limiting resistor is connected between the common bus and the negative the output terminal, the anode of the photoresistor is connected to the base of the regulating transistor of the positive channel of stabilization, and the cathode is connected to the collector of the negative-channel protection transistor la stabilization. -ffc-ffc Z+Ли.Z + li. WW