Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты от входных перенапряжений. Силовой транзистор 1 включен в цепь питания нагрузки 2 и в нормальном режиме находится в открытом состоянии. При входных перенапряжениях силовой транзистор 1 переводится в линейный режим, ограничивая напряжение на нагрузке 2 с помощью блока 13 управления. При пуске конденсатор 4 заряжается до напряжения стабилизации первого стабилитрона 10. Затем открываются транзисторы управляющий 8 и силовой 1. При последующем разряде конденсатора 4 открывается вспомогательный транзистор 6 и, шунтируя первый стабилитрон 10, обеспечивает глубокий разряд конденсатора 4. Второй стабилитрон 7 ограничивает напряжение на управляющем транзисторе 8. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (Н) (5D4H 02 М 7 5375

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4387360/24-07 (22) 03.03.88 (46) 07.12.89, Бюл. М 45 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) Б.С ° Сергеев и В.И„Головин (53) 621.314,58 (088.8) (56 ) Авторское свидетельство СССР

М 1330690, кл . Н 02 Н 7/10, 1986.

Авторское свидетельство СССР

11-" 1064273, кл, G 05 F 1 /64, 1982. (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей

2 путем обеспечения защиты от входных перенапряжений, Сиповой транзистор 1 включен в цепь питания нагрузки 2 и п нормальном режиме находится в открытом состоянии. При входных перенапряжениях силовой транзистор 1 переводится в линейный режим, ограничивая напряжение на нагрузке 2 с помощью блока 13 управления. При пуске конденсатор 4 заряжается до напряжения стабилизации первого стабилптрона 10. Затем открываются транзисторы управляющий 8 и силовой 1. При последующем разряде конденсатора 4 открывается вспомогательный транзистор

6 и, шунтируя первый стабипитрон 10, (0 обеспечивает глубокий разряд конденсатора 4, Второй стабилитрон 7 ограничивает напряжение на управляющем транзисторе 8. 4 з,п.ф-лы, 3 ил, 1527695

Изобретение относится к электро— технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты от входных перенапряжений.

На фиг. 1 показана схема преобразо-1О вателя; на фиг. 2 и 3 — то же, другое исполнение.

В преобразователе (фиг. 1) между первым +Е, и вторым -Е входными выводами последовательно включены силов вой транзистор I, например, типа и— -и и нагрузка (преобразующий узел)

2. К выводу +Ес подключен первый вывод первого резистора 3, вторым выводом соединенного с первым выводом конденсатора 4 ° Второй вывод конденсатора 4 соединен с анодом первого диода 5 и эмиттером вспомогательного п- у-и-транзистора 6, Первый вывод конденсатора 4 подключен к выводу 25 узла ограничения перенапряжений в виде стабилитрона 7 и эмиттеру управляющего р-r-p-транзистора 8, база которого соединена с первым выводом второго резистора 9. Второй вывод резистора 9

30 подключен к положительному полюсу источника узла опорного напряжения в виде стабилитрона 10 и коллектору транзистора 6. Коллектор транзистора 8 соединен с анодом первого блокирующего диода 11, катодом подключенного к ба — 35

3е транзистора 1 и к катоду второго блокирующего диода 12, анод которого соединен с одним ия выводов выхода блока 13 управления, другой вывод которого подключен к эмиттеру транзис40 тора 1. Второй входной вывод -Ес соединен с катодом диода 5, базой транзистора 6, анодом стабилнтронов 7 и

10.

При другом исполнении преобразователя (фиг. 2) узел ограничения перенапряжения выполнен в виде дополнительного п-р-п-транзистора 14, коллектор которо го подключен к эмиттеру транзистора 8, а эмиттер — к входному

50 выводу -Е . База транзистора 14 через с резистор 15 и интегрирующее звено 16 соединена с эмиттером транзистора 1.

Кроме того, между базой транзистора 6 и входным выводом -Ес может быть включен резистор 17, резистор 18 включен последовательно со стабилитроном 10, а дополнительный диод 19 шунтирует цепь элементов 10 и 18 (фиг.3).

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче напряжения питания конденсатор 4 начинает заряжаться через резистор 3 и открывающийся при этом диод 5. До момента достижения напряжения на этом конденсаторе величины опорного напряжения стабилитрона 10 изменений в состоянии транзистора 1 и блока 13 управления не происходит, Когда напряжение на конденсаторе

4 достигнет опорного напряжения, появится базовый ток транзистора 8 и откроет его. Конденсатор 4 начинает разряжаться через переходы коллекторэмиттер транзистора 8, диод 11, цепь базы транзистора 1 и нагрузку 2, Вследствие этого открывается транзистор 1 и подает напряжение на нагрузку 2.

Одновременно с этим разряд конденсатора 4 приводит, вследствие изменения направления тока через него, к запиранию диода 5 и протеканию тока через базоэмиттерный переход транзистора 6, который вследствие этого открывается ° Открывание транзистора 8 приводит к тому, что базовый ток транзистора 8 не зависит от величины напряжения стабилитрона 10, а зависит только от напряжения на конденсаторе 4.

По мере увеличения напряжения на на рузке 2 иэ-эа открытого состояния транзистора начинает работать блок

13 управления и через диод 12 транзистор приходит в установившийся режим работы, При появлении перенапряжения на входных выводах блок 13 управления реагирует так, что транзистор 1 призакрывается и переходит в линеный или полностью запертый режим.

Выбор напряжения стабилитрона 10 определяется условиями пуска преобразователя.

Выбор напряжения стабилизации стабилитрона 7 определяется так, чтобы напряжение на конденсаторе 4 не превышало допустимого напряжения для транзистора 8. Одновременно с этим необходимо, чтобы стабилитрон 7 не влиял на работу транзистора 8 в режиме пуска устройства, т,е., чтобы его напряжение стабилизации было больше, чем напряжение стабилизации стабилитрона 10.

Величина резистора 3 может быть выбрана достаточно большой, во-первь!х, для уменьшения мощности в номинальном режиме работы при отсутствии

5 15276 перенапряжений, во-вторых, для уменьшения тока, который протекает через стабипитрон 7 в режиме входных перенапряжений.

Если вместо стабалитрона 7 установлен транзистор 14 (фиг, 2), который включается с появлением напряжения на нагрузке 2, чем шунтируется конденсатор 4, то дальнейшее увеличение на10 пряжения на нем прекращается, например, при возникновении перенапряжений. Введение транзистора 14 позьоляет увеличить сопротивление резистора 3, т е . повысить КПД.

Введение интегрирующего звена 16 дает воэможность повысить надежность работы устройства за счет того, что транзистор 14 включается после пуска с задержкой от начала появления наи- 20 ряжения Е„, Эт»»м исключается ложный сброс схемы пуска, когда напряжение

Е„еще не успело нарасти до требуемого, необходимого для "подхватывания" блоком 13 управления. 25

В преобразователе может быть уменьшен базовый ток транзистора 6, С началом разряда конденса гора 4 открывается транзистор 6. Ток разряда конденсатора 4 проходит через диод !9, при этом шунтируется цепь элементов

10 и 18, чем обеспечивается глубокий разряд конденсатора 4. Резистор 18 защищает стабилитрон 10 от больших прямых токов, а резистор 17 ограничивает базовый ток транзистора 6.

В предлагаемом техническом решении обеспечивается автоматический запуск устройства беэ применения пусковых кнопок. Одновременно с этим на всех полупроводниковых приборах, кроме силового транзистора, напряжение имеет достаточно малые значения, Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения содержащий включенный послеУ довательно в цепь питания силовой транзистор первого типа проводимости, 50 подключенный коллектором к первому входному выводу преобразователя и связанного базой с выходом блока управления и с коллектором управляющего транзистора второго типа проводи55 мости, эмиттер которого через первый резистор соединен с коллектором сило95 6 вого транзистора, а база соедине»»а с первым выводом второго резистора, и вспомогательный транзистор первого типа проводимости, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью pac:Uupeния функциональных возможностей путем обеспечения защиты от вход»»ых»»еренапряжений, между эмиттерами управляющего и вспомогательного транзисторов включен введенный конденсатор, вспомогательный гранз»»стог эмиттером соединен чере - введе»»»»ьп» заряднь и диод с вторым входным выводом преобразователя, коллектором оединен с вторым выводам второго резистора и через введенный узел опорного напряжения с вторым входным выводом преобразователя, а цспь его базы соединена с вторым входным выводом преобразователя, связь базы силового транзистора с коллектором управляющего транзистора и выходом блока управления выполнена через введенные прямовключе»»ные первый и второй блокирующ»»е диоды соответственно, а между эмиттером управляющего транзистора »» вторым входным выводом преобразователя включе»» вве— ден»»ьп» узел ограничения перенапряжс—

»»и Й, 2. Преобразователь по п. I, о тл и ч а ю шийся тем, что узел опорного напряжения ьыполнен в виде первого стабилитрона.

3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в цепь базы вспомогательного транзистора введен третий резистор, а узел опорного напряжения яь»полне»» в виде первого стабилитрона с последовательно вкл»оченным четвертым резистором и шувтирован встречно-включенным дополнитель-. ным диодом.

4. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что узел ограничения перенапряжений выполнен в виде второго стабилитрона. г

5. Преобразователь по и. 1, о т л ичающи йс я тем, чтоузел ограничения перенапряжения выполнен в виде дополнительного транзистора первого типа проводимости, вход которого соединен с выходом введенного интегрирующего звена, подключенного входом между эмиттером силового тран эистора и вторым входным выводом преобразователя °

1527695

Тираж 502

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Редактор Н.Тупица

Заказ 747

Составитель В,Ионн

Техред Jl. Сердюкова Корректор M ° Кучерявая