SU760061A1 - Устройство защиты стабилизатора напряжения постоянного тока1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть/использовано для защиты микросхем от аварийного повышения питающего напряжения.

Известно устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений, содержащее транзисторы разного типа проводимости,. включенные по схеме триггера, одно из плеч, которого используется как ключевой транзистор, ограничительный диод, запоминающую емкость и генератор тока на транзисторе [1].

Это устройство защиты обладает тем недостатком, что при работе его в широком диапазоне температур изменение напряжения насыщения ключевого транзистора приводит к недопустимым изменениям величины выходного напряжения источника, питающего микросхемы.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство защиты стабилизатора напряжения постоянного тока, содержащее делитель напряжения, подключенный к выходным выводам стабилизатора, регулируемый источник опорного напряжения, к выходу которого подключен вход узла сравнения на резисторах диода

2

и транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора исполнительного узла, подключенного к выходным выводам стабилизатора/" комм'^тйру'ющий узел на транзисторе, резисторах и оптроне, включенный

$ параллельно исполнительному узлу, шунтирующую цепь, включенную между делителем выходного напряжения и коллектором транзистора коммутирующего узла, база которого подключена к точке соединения резистора и конденсатора цепи задержки, один вывод ю которой подключен · к минусовой шине [2]. Недостатком известного устройства защиты стабилизатора является сложность

схемы.

Цель изобретения — устранение указанного недостатка.

¹⁵ Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты стабилизатора напряжения постоянного тока другой вывод цепи задержки подключен к коллектору транзистора узла сравнения.

20 На чертеже приведена принципиальная схема устройства защиты стабилизатора напряжения постоянного тока.

Устройство защиты содержит нагрузку 1, подключенную к выходу стабилизатора 2,

7/"·'·' ' ....... ...... _7θθθθ] -7...

1

ко входу которого подключен регулируемый источник опорного напряжения 3 *с нагрузкой 4, делитель напряжения 5, узел сравнения 6 на транзисторе 7, резисторах 8, 9 и диоде 10, вход которого подключен к выходу регулируемого источника опорного напряжения, цепь задержки 11, состоящая из последовательно соединенных резистора 12

, и конденсатора 13, причем один из выводов 'резистора подключён к коллектору транзистора узда сравнения, один из выводов конденсатора — к минусовому выводу, исполнительный узел 14, состоящий из транзистора 15, база которого подключена к коллектору транзистора узла сравнения, эмиттер подключен к минусовому выводу, а коллектор через резистор 16 - к плюсовому

выводу, шунтирующую цепь 17, состоящую из последовательно соединенных резистора 18 и диода 19, исполнительный узел 20, состоящий из транзистора 21, коллектор которого соединен со светодиодом оптрона 22 через резистор 23, а база соединена через резистор 24 с его эмиттером и минусовым выводом, и с общей точкой соединения резистора и конденсатора узла задержки. Устройство защиты стабилизатора на“ пряжения постоянного тока работает следующим образом.

При отсутствии перенапряжения на нагрузке 1 регулируемый источник опорного напряжения 3 находится в режиме насыщений, и на нагрузке 4,имеется почти полное входное напряжение, которое через диод 10 прикладывается в обратном направлении к переходу база-эмиттер транзистора 7 и "поддерживает его в закрытом состоянии. Переход база-эмиттер транзистора 7 зашунтирован низкоомным резистором 9, поэтому практически все обратное напряжение прикладывается к диоду 10. При закрытом транзисторе 7 отсутствует ток базы транзистора 15, который может быть составным. Поэтому в нормальном рабочем состоянии транзистор 15 закрыт и не влияет на работу стабилизатора 2.

При аварии стабилизатора 2 и увеличении напряжения на нагрузке 1 до уровня срабатывания уменьшается напряжение на нагрузке 4 источника опорного напряжения 3, база транзистора 7 смещается в прямом направлении и он открывается, обеспечивая ток базы транзистора 15. Исполнительный узел 14 шунтирует нагрузку 1, что приводит к прекращению роста и стабилизации выходного напряжения стабилизатора 2 до уровня = (1,24—1,4)и_НОм при длительности помехи не более 3 мс.

Стабилизация на нагрузке 1 происходит следующим образом.

При увеличении выходного напряжения стабилизатора 2 возрастает напряжение на делителе 5. Это приводит к уменьшению величины выходного напряжения регули......руемого источника опорного напряжения 3

и большому открыванию транзистора 7.

4

В результате увеличивается ток через исполнительный узел 14, а также падение напряжения на последовательном резисторе Е_экь, представляющем собой эквивалентное сопротивление, учитывающее внутреннее

₅ сопротивление ' выпрямителя, питающего стабилизатор 2, и сопротивление резистора датчика тока перегрузки при наличии в стабилизаторе 2 схемы защиты от перегрузки по току. Напряжение на нагрузке 1 стабилизируется на уровне порога срабатывания

<0 υ_ς)Λβ , который можно изменять с помощью делителя напряжения 5. При исчезновении помех схема автоматически возвращается в исходное состояние.

Если длительность помехи больше 3 мс, а ее амплитуда больше уровня срабатывания, ¹⁵ то вступает в действие вторая ступень ограничения. При открывании транзистора 7 начинает заряжаться конденсатор 13 через резистор 12 током, пропорциональным величине напряжения на нагрузке 1. ·

20 Когда напряжение на конденсаторе 13

достигнет величины достаточной для открывания транзистора 21, последовательное соединение шунтирующей цепи 17 и перехода коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 21 шунтирует нижнее плечо дели²⁵ теля 5, что снижает уровень ограничения до величины несколько меньшей номинального значения выходного напряжения.

В режиме напряжения на транзисторе 15 выделяется значительная мощность, поэтому

_]0 в схеме предусмотрен узел 20, выдающий сигнал управления на реле для отключения источника питания (или только стабилизатора) от питающей сёти за время безопасное для транзистора 15 при его работе в режиме перегрузки по мощности.

35 При открывании транзистора 7 конденсатор 13 заряжается через резистор 12. Когда напряжение на конденсаторе 13 достигает величины, достаточной для открывания транзистора 21, он входит в насыщение, а ток, протекающий через резистор 23, обеспечи” вает включение оптрона 22. Поскольку в

оптроне 22 отсутствует гальваническая связь, сигнал, снимаемый с выхода оптрона 22, можно использовать в любой цепи: непосредственно для включения коммутирующего

45 реле или для дальнейшего усиления. В связи с этим схему можно использовать для защиты нагрузок при разных полярностях питающих напряжений, а также при отсутствии связи источника питания с корпусом. Для повторного включения стабилизатора необ⁵⁰ ходимо вмешательство оператора.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство защиты стабилизатора напряжения постоянного тока, содержащее делитель напряжения, подключенный к выходным выводам стабилизатора, регулируе5

   6

   760061

   мый источник опорного напряжения, к выходу которого подключен вход узла сравнения на резисторах, диоде и транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора исполнительного узла, подключенного к выходным выводам стабилизатора, коммутирующий узел на транзисторе, резисторах и оптроне, включенный параллельно исполнительному узлу, шунтирующую цепь, включенную между делителем выходного напряжения и коллектором транзистора коммутирующего узла, база которого подключена

   к точке соединения резистора и конденсатора цепи задержки, один вывод которой подключен к минусовой шине, отличающееся тем, что, с целью упрощения, другой вывод цепи задержки подключен к коллектору трану зистора узла сравнения.