Пристрій захисту джерел живлення від перевантажень, коротких замикань та перевищення вихідної напруги

Винахід відноситься до пристроїв захисту джерел живлення від перевантажень і коротких замикань по входу і перевищенню контрольованої напруги на виході і може бути використай в різних стабілізаторах напруги. Відомі стабілізатори з токовим захистом від короткого замикання (1. Журнал «Радіо», №2 1975р., с.23; 2. У допомогу радіоаматору, вид. ДОСААФ СРСР, вип.№47, с.35; 3. Те ж, вип.49 с.47; 4. Те ж, вип.56 с.43), які містять схеми стабілізаторів напруги на складених транзисторах, у яких реалізоване схемотехнічне рішення токового захисту від короткого замикання. Недоліками відомих пристроїв є неможливість захисту по перевищенню вхідного струм у і ви хідної напруги. Відомий «Стабілізатор постійної напруги з захистом від перевантажень» (А.с. СРСР №1702351, МПК-5 G05F1/569, Бюл.48, 1991р.), що містить датчик струму, транзистор, що регулює, вимірювально-підсилювальний блок, перший і другий транзистори захисту, перший і другий резистори, дільник напруги, стабілітрон, комутуючий транзистор і блок, що блокує. Недоліком пристрою є відсутність захисту по перевищенню вихідної напруги. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, якій досягається, і обраним як прототип є «Стабілізатор напруги з подвійним захистом від кз у навантаженні» (О. Лукъянчиков, Стабілізатор напруги з подвійним захистом від кз у навантаженні, вид. «Радіо і зв'язок», журн. «Радіо», №9, 1986р. с.56-57), якій включає датчик струму з транзистором електронного захисту, індикатор «перевантаження», включений у катодний ланцюг тиристора електронного захисту, що регулює транзистор, транзистор електромагнітного захисту, у колекторний ланцюг якого включене електромагнітне реле захисту, каскад регулювання вихідної напруги, виконаний на складеному транзисторі, база якого з'єднана з движком потенціометра. Недоліком прототипу, незважаючи на наявність подвійного захисту по стр уму, є відсутність захисту від перевищення вихідної напруги стабілізатора. Задачею дійсного винаходу є розробка нової схемотехніки пристрою захисту стабілізатора напруги з досягненням технічного результату - розширення функціональних можливостей захисту. Поставлена задача досягається тим, що у «Пристрої захисту з струму та перевищенню вихідної напруги - 2», що включає датчик струму з транзистором захисту по струм у, додатково введений блок порівняння, інвертор і блок пам'яті, причому вихід блоку порівняння підключений lj входу блоку пам'яті через інвертор, крім того, блок порівняння виконаний на транзисторі, база якого через резистор з'єднана з виходом стабілізатора напруги, а колектор з'єднаний з базою інвертора, з яким також з'єднано колектор транзистора захисту по струм у, при цьому вихід інвертора з'єднаний із входом блоку пам'яті, інвертор виконаний на транзисторі, а блок пам'яті виконаний на тиристорі. Новим у пристрої, що заявляється, є нова схемотехніка побудови пристрою, що дозволяє крім захисту по струму здійснювати і захист по перевищенню вихідної напруги. Таким чином, можна відзначити, що пристрій, що заявляється, здійснює інтегральний захист по вихідній потужності стабілізатора напруги. Тому очевидно, що реалізація пристрою, що заявляється, дозволить виконати задачу, поставлену в дійсному винаході, з досягненням технічного результату - розширення функціональних можливостей захисту. Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаки: - датчик струм у; - транзистор захисту по стр уму. Відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - додатково введені: - блок порівняння; - інвертор; -блок пам'яті; - вихід блоку порівняння підключений до входу блоку пам'яті через інвертор. Приватними відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: -блок порівняння виконаний на транзисторі, база якого через резистор з'єднана з виходом стабілізатора напруги, а колектор з'єднаний з базою інвертора, з яким також з'єднаний колектор транзистора захисту по струм у, при цьому ви хід інвертора з'єднаний із входом блоку пам'яті; - інвертор виконаний на транзисторі; - блок пам'яті виконаний на тиристорі. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, якій досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, нова схемотехніка пристрою, що заявляється, відрізняється більшою функціональністю, у порівнянні з прототипом, за рахунок уведення захисту по перевищенню вихідної напруги стабілізатора напруги, що, в остаточному підсумку, дозволяє мати інтегральний захист по ви хідній потужності стабілізатора напруги, у складі якого працює пристрій, що заявляється. Винахід ілюстрований кресленням. На фіг. п унктирними лініями зображена блок-схема пристрою, що заявляється, а суцільними лініями зображена принципова електрична схема пристрою. Пристрій складається з наступних функціональних блоків і елементів: 1. Параметричний стабілізатор напруги - виконаний на резисторі R1, стабілітроні VD1 і конденсаторі С. 2. Датчик струму - виконаний на резисторі R2 - і транзистор захисту по струму - виконаний на транзисторі VT1, база якого через подстроєчний резистор R3 з'єднана з датчиком струму 2, а в колекторний ланцюг включене навантаження - резистор R4, 3. Блок порівняння - виконаний на транзисторі VT2, база якого через резистор R7 з'єднана з виходом стабілізатора напруги, а колектор через резистор R9 з'єднаний з базою інвертора 4. 4. Інвертор - виконаний на транзисторі VT3, база якого через резистори R8 і R9 з'єднана з колекторами транзисторів VT1 і VT2, а колектор через резистор з'єднаний із входом блоку пам'яті 5. 5. Блок пам'яті - виконаний на тиристорі VD2, керуючий електрод якого підключений до виходу інвертора 4, а вихід тиристора (анод) підключений до входу стабілізатора напруги. Пристрій працює в такий спосіб. Постійна напруга від нетрадиційного джерела живлення, зокрема, від сонячних батарей, величиною 40-90В, подається на вхід пристрою. Ця напруга стабілізується параметричним стабілізатором на VD1 і резисторі R1, потім згладжується конденсатором С1. Пристрій захисту по струм у працює в такий спосіб. Датчик струму, виконаний на резисторі R2, контролює величину струму, що протікає через пристрій. Якщо споживаний струм перевищує значення 0,5А, то транзистор VT1 починає відкриватися і на резисторі R4 з'являється негативний фронт, що надходить на вхід інвертора 4. На виході інвертора 4 з'являється позитивний фронт, що надходить на вхід блоку пам'яті 5, при цьому тиристор VD2 відмикається і залишається в такому стані, «запам'ятовуючи» сигнал «перевантаження по струму». Відкритий тиристор VD2 замикає базу складеного регулюючого транзистора імпульсного стабілізатора (умовно не показаний) на нульову шину харчування, тим самим відключаючи його від навантаження. Для відновлення нормальної роботи пристрою, що заявляється, і імпульсного стабілізатора, необхідно відключити їх від живильного напруги, усун ути причину збільшення струму і знову включити напруга харчування. Пристрій захисту по перевищенню вихідної напруги стабілізатора напруги працює в такий спосіб. Якщо напруга на виході імпульсного стабілізатора перевищить величину 30В, то через дільник напруги на резисторах R6 і R7 відкривається транзистор VT2 і на резисторі R5 з'являється негативний фронт, що надходить через резистор R9 на вхід інвертора 4. На виході інвертора 4 з'являється позитивний фронт, що надходить на вхід блоку пам'яті 5, при цьому тиристор VD2 відмикається і залишається в такому стані, «запам'ятовуючи» сигнал «перевищення вихідного напруження». Відкритий тиристор VD2 замикає базу складеного регулюючого транзистора імпульсного стабілізатора (умовно не показаний) на нульову шину харчування, тим самим відключаючи його від навантаження. Для відновлення нормальної роботи пристрою, що заявляється, і імпульсного стабілізатора, необхідно відключити їх від живильного напруги, усунути причину збільшення вихідної напруги імпульсного стабілізатора і знову включити напруга харчування. Таким чином, на підставі вищевикладеного можна зробити висновок, що задача, поставлена в дійсному винаході - розробка нової схемотехніки пристрою захисту стабілізатора напруги - виконана з досягненням технічного результату - розширенням функціональних можливостей захисту.