Ток короткого замыкания стабилизатора

Стабилизаторы напряжения СНОПТ и СНТПТ

В 2005г. было создано украинское ЧП «Прочан», которое занялось разработкой, производством и установкой стабилизаторов напряжения и источников бесперебойного питания на рынке.

Что пишет о стабилизаторах СНОПТ и СНТПТ производитель

Особенности работы стабилизаторов

Однофазный СН СНОПТ обеспечивает:
• стабилизацию выходного напряжения на уровне 220В+2,5 % при изменении входного U от 146 до 262 вольт;
• стабилизацию выходного напряжения на уровне 220В+10 % при изменении входного U от 136-146 и 262-278 вольт;
• защитное отключение нагрузки при снижении входного U ниже 136 вольт;
• защитное отключение нагрузки при увеличении входного U свыше 278 вольт;
• время реакции на изменение входного U 20 мс
• время срабатывания защиты по низкому или высокому уровню входного U 20 мс,
• автоматическое включение нагрузки при восстановлении входного U до рабочего уровня 146-262 вольт;
• автоматическую защиту от короткого замыкания и долговременного превышения тока в нагрузке;
• микропроцессорную защиту по току;
• автоматическое отключение при срабатывании защиты от перегрева автотрансформатора (85°С) или силовых ключей (75°С), с последующим автоматическим включением при снижении температуры автотрансформатора до (75 °С) и силовых ключей до (65 °С);
• автоматическое защитное отключение при возникновении тока утечки (100;300 тА) (устанавливается потребителем).
• режим «ТРАНЗИТ», при возникновении аварии в стабилизаторе;
• защиту от короткого замыкания в нагрузке в режиме «ТРАНЗИТ»;
• работу во всем диапазоне нагрузок, т.е. от холостого хода до Рн мах;
• включение либо авто-включение нагрузки через 5-10 сек. после подачи, восстановлении напряжения на входе стабилизатора;
• цифровую индикацию входного напряжения
• цифровую индикацию выходного напряжения
• цифровую индикацию входного тока
• цифровую индикацию мощности нагрузки
• цифровую индикацию частоты сети
• цифровую индикацию температуры силовых ключей
• цифровую индикацию температуры автотрансформатора
• цифровую индикацию времени и даты

При производстве стабилизаторов напряжения компании «Прочан» применяются комплектующие ведущих украинских и зарубежных производителей.

Что пишут о продукции СНОПТ и СНТПТ потребители (отзывы на форумах, блогах. )

Брал себе на дачу СНОПТ 8,8. В июне напряжение было не ниже 170 — думал, что будет достаточно базовой модели. Но. В разгар сезона на К-Бугазе напряжение падает ниже плинтуса — 125 В. СНОПТ отключался часто где-то на 130. При этом выдавал напряжение около 200В. Но тем, не менее ситуация намного лучше, чем у соседей.
(http://forum.od.ua)

Сам электромонтажник, недавно занимался установкой этих самых СНОПТов-3 однофазных по 8.8 кВт. Что могу сказать, единственный недостаток который есть у этих стабов — их вес, а так устройства работают отменно. Что особенно понравилось, так это практически бесшумная работа.
(http://forum.od.ua)

У меня СНОПТ 5.5 кВт Однофазный стабилизатор напряжения. Тиристорный. Заявлено потребление 20 Вт. Во всяком случае увеличения потребляемой электроэнергии после установки стабилизатора не заметил. Но, если в сети 150 вольт и включить мощную нагрузку- электрочайник например 1,5-2,0 кВт, то в сети до стабилизатора напряжение упадет еще вольт на 20 при слабых сетях.
(http://www.forumhouse.ru/)

Купил Прочан или СНОПТ по-ихнему на 7 Кв, доволен ваще. Скачки такие от 250 до 180, и делай что хочешь.
(http://skoda-club.org.ua)

Отличие симисторных стабилизаторов от тиристорных

Симисторные силовые коммутаторы, в отличие от тиристорных, более чувствительны к импульсным помехам, так как имеют меньшую скорость нарастания напряжения, и могут не успевать закрыться при переходе через ноль, по причине своей двуполярности, то есть способности работать на обоих полупериодах- в результате чего одновременно открыты симисторы двух ступеней, что приводит к короткому замыканию обмоток автотрансформатора. Это может проявляться как при помехах по входу, например, от находящихся на той же линии сварочных аппаратов, тиристорных регуляторов, импульсных зарядок для аккумулятора и тому подобного оборудования.
Поэтому рекомендую стабилизаторы на тиристорах-быстродействие+надежность.

Стабилизаторы СНОПТ с американскими тиристорами

Сам пользуюсь СНОПТ Прочан — американские тиристоры с запасом по напряжению — 1200 Вольт. Запас по току троекратный — 5,5 кВт (25А) — 75 амперный тиристор. Пишу не в качестве рекламы, а как пользователь данного устройства и прежде чем приобрести вел переписку с производителем. Стабилизатор стоит только на дом. Варил в гараже — без стабилизатора
(http://weld.in.ua)

Неудачный опыт работы стабилизатора

Купил СНОПТ 7 кВт (Прочан). В течение первой недели начали наблюдаться перезагрузка компьютера во время его работы, «обнуление» микроволновки (как в рабочем так и в ждущем режиме) и стиральной машины. Нагрузка на стаб была разной – от работающего холодильника + лампочка 100 Вт до вышеуказанное + стиралка + компьютер + пара-тройка лампочек. Насколько я смог заметить, все это происходило в момент переключения ступеней.
После телефонного разговора с производителем, стаб был отправлен назад и вскоре был получен новый экземпляр. К сожалению, замена также не принесла мне спокойствия. От перезагрузки/обнуления техники я не избавился, а в один из дней на выходе из стаба пропало напряжение. Я уже был довольно злой, и второй стабилизатор тоже поехал назад производителю.
Третий, полученный мною стабилизатор, превратил мой дом в диско-клуб. Шутка конечно же, но освещение в доме было очень похоже на светомузыку – не постоянно, но и того, что было вполне достаточно. Частоту мигания я не мерил, но наверное 2-5 миганий в секунду было. При этом из стабилизатора доносился резкий сильный звук с хлопками.
ЧП «Прочан» объяснили хлопки как перемагничивание сердечника трансформатора (где-то так, точно уже не помню). Хорошо, что хоть ничего из техники у меня не сгорело.

Почему в доме началась «светомузыка»?

Я не электрик, но мое личное ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ по всей этой светомузыке – при переключении ступеней, симистор/тиристор предыдущей (выключающейся) ступени не успевал закрыться полностью, а симистор/тиристор новой (включающейся) ступени уже открывался, что приводило к КЗ на обмотку трансформатора, что в свою очередь приводило к резкому падению напряжения на выходе. Поскольку такое было не постоянно, подозреваю, что только определенный симистор мог быть таким «медленным». Кстати, а может это было элементарное переключение не в нуле по напряжению?

Реакция Прочана на претензии по стабилизатору

При всем вышесказанном хочу заметить, что ЧП «Прочан» ни разу со мной не ругались – только конструктивный обмен мнениями. Всегда извинялись за возникшие проблемы и, в конечном итоге я был вынужден вернуть третий стабилизатор производителю, и получил назад свои деньги. В этом плане они оказались на высоте. Жалко только было потерянного времени и нервов. По словам ЧП «Прочан», после получения первого «моего» стаба, они его протестировали и продали другому клиенту, где он работал нормально.

Решение о покупке стабилизатора другой марки

Сполна намучившись с Прочаном было принято решение купить стабилизатор другой марки — СНСО 7 кВА Constanta 16 medium. С тех пор проблем с работой стабилизатора не возникло. В следующем моем сообщении читайте впечатления о работе обеих марок, насколько успел оценить.

Сравнение Прочана и Константы

Итак, у Прочана точность измерения тока в нагрузке составляет 0,1 А, соответственно индикатор отображает мощность с большей точностью – приятно видеть изменение нагрузки при включении даже лампочки 45 Вт. У Константы нагрузка отображается кратной одному амперу (200 Вт, 400 Вт…). Для себя почти решил (но еще колеблюсь), что точность Константы по отображению мощности достаточна, учитывая общую мощность устройства. Навигация по меню у Почана удобнее, поскольку используется четыре кнопки вместо одной у Константы, однако удобство отображения информации у Константы лучше. При том, что оба производителя используют двухстрочный индикатор, у Константы одновременно в двух строках отображаются две величины, у Прочана только одна. Например, температура ключей и трансформатора. Считаю более удобной индикацию аварий у Прочана посредством светодиодов, вместо индикации аварий на индикаторе Константы – подошел к стабу и сразу видна проблема или ее последствия. По сервисному меню Прочана (если оно есть) ничего нарыть не успел и не помню можно ли менять какие-либо параметры.
Константа рекламирует возможность изменять напряжение стабилизации, минимальное напряжение отключения и ток отключения при КЗ при срабатывании электронной защиты. Как минимум первый и последний параметр считаю полезным. Однако в инструкции об этих возможностях ничего не написано. Мне пришлось звонить производителю, чтобы узнать эту информацию. Производитель сообщил, что эти настройки находятся в сервисном меню и их изменять нужно внимательно и вообще лучше «туда не ходи, сюда ходи». Я считаю, что если этот функцинал рекламируется, он должен быть прописан в инструкции по эксплуатации с соответствующим предупреждением. Я никак не могу запомнить, как заходить в сервисное меню и менять параметры. А сколько таких, которые так и не узнают об этих возможностях. Хотя, меньше знаешь – крепче спишь.

Перенапряжение, виды и способы борьбы с ним. Стабилизаторы напряжения

Проблемная ситуация – перепады напряжения

Сегодня наше существование напрямую зависит от электричества. Будь то, крупные промышленные объекты или частные дома – все они регулярно потребляют электроэнергию. Но, к сожалению, часто в электрической сети возникают перепады, скачки напряжения и другие помехи. Несмотря на то, что основные параметры электросети прописаны в ГОСТ, колебания напряжения в российских сетях — частая проблема.

Падение и перепады напряжения можно определить по миганию лампочек, их тусклому свету, слабой работе нагревательных приборов и при резком выключении и включении электротехники.

Чем данная ситуация опасна?

Если для бытовой техники это влечет за собой лишь уменьшение срока эксплуатации, то для приборов, где важны точные значения, таких как лабораторное, медицинское или производственное оборудование – это сулит поломкой дорогостоящего оборудования или искажением его показателей.

Более того, иногда это может грозить безопасности жизни людей, чье состояние, зависит от работы приборов, например, в случае пациентов в реанимации.

Что такое перенапряжение, виды и способы борьбы с ним

Часто при разговоре о напряжении употребляется термин «перенапряжение» и не всегда понятно, о каком явлении идет речь. Для исключения путаницы в терминологии ниже приведены пояснения в различии явлений с одним и тем же названием, причины возникновения в сети, характер и методы борьбы с ним.

Первый вид перенапряжения — импульсное перенапряжение . Возникает при грозовых воздействиях на электросеть или при коммутационных процессах, как во внешней сети, так и в самой электроустановке. Длительность 1-3 мс. Сила скачка может быть от 1 до 10 кВ. Среди возможных последствий — неожиданный сбой в работе цифрового оборудования или его выход из строя. Бороться с импульсным перенапряжением нужно применяя ограничители перенапряжения (ОПН) в виде разрядников или варисторов, используя разделительные трансформаторы, стабилизаторы. Например, все стабилизаторы напряжения торговой марки «Полигон» оснащены устройствами защиты от импульсных перенапряжений.

Второй вид перенапряжения — это длительное отклонение напряжения сети в сторону превышения нормы .

Наиболее частые причины возникновения этого явления:

• Перегрузка линии питания

Провода сети питания имеют определенное сопротивление, и при протекании тока нагрузки на этих проводах возникает падение напряжения. Величина падения напряжения зависит от сечения провода, материала (медь или алюминий) и его длины. При проектировании объектов эти значения учитываются в расчетах, чтобы на нагрузке величина напряжения находилась в норме.

К сожалению, в эксплуатации находится множество электросетей, спроектированных десятки лет назад, а уровень нагрузки значительно вырос. Яркий пример – сети различных садоводств и других загородных потребителей. Недостаточное сечение линий и, как результат, потери в этих линиях приводят к тому, что напряжение питания у потребителя становится ниже нормы, особенно не везет тем, кто находится в конце линии (см. рис. фаза L2).

• Перекос нагрузки

Недаром на предприятиях, где ответственно относятся к состоянию электросетей, как внешних, так и внутренних, внимательно следят за равномерным распределением нагрузки по фазам. Согласно СП 31-110 п. 9.5 «…разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз не должна превышать 30% в пределах одного щитка и 15% — в начале питающих линий».

Наиболее негативно это явление сказывается на сетях с недостаточным сечением проводников. Давайте рассмотрим пример на приведенном ниже рисунке. Фаза L2 перегружена. У потребителей, подключенных к этой фазе низкое напряжение, падение напряжения в нейтральном проводнике значительное. Согласно векторной диаграмме напряжения, в трехфазной сети происходит смещение точки нейтрали (N) и на мало загруженных фазах L1 и L3 появляется высокое напряжение. Кроме того, перекос нагрузок негативно сказывается на трансформаторе подстанции.

• Пусковые токи нагрузки

Не секрет, что некоторые виды оборудования при включении обладают большими пусковыми токами (электродвигатели до 6 крат от величины рабочего тока, трансформаторы до 12 крат). На момент пуска в электросети наблюдается провал напряжения ниже допустимых значений. В некоторых случаях эти провалы могут оказаться критичными для другого оборудования, подключенного на эту же линию питания.

• Короткое замыкание

При коротком замыкании между L и N наблюдается эффект схожий с перекосом нагрузки, но усугубленный тем, что падение напряжения в линии нейтрали достигает значений до 110 В. На фазе замыкания происходит провал напряжения, на других фазах — значительное превышение напряжения до момента срабатывания защиты. Замыкания также могут быть между фазами, фазой и корпусом.

• Отключение мощной нагрузки

Электросети, помимо активного сопротивления проводников, обладают еще ёмкостью и индуктивностью. Периодическое отключение мощной нагрузки приводит к кратковременному всплеску напряжения в сети за счет общей индуктивности сети, что вряд ли можно назвать положительным событием.

Положительный эффект этого явления используется в системе зажигания автомобиля. Генератор 12 В – прерыватель – катушка зажигания (индуктивность) – свеча. Катушка зажигания в определенный момент отключается от генератора прерывателем (прекращается ток) и вся энергия, запасенная индуктивностью катушки, в виде высоковольтного выброса с напряжением до десятков киловольт поступает на свечу зажигания.

• Обрыв нейтрали

Тяжелейший вид аварии, при котором в трёхфазной сети фазные напряжения могут достигать значений более 300 В. Все будет зависеть от величин фазных нагрузок на момент обрыва нейтрали. На мощных однофазных потребителях с низким сопротивлением напряжение составит несколько вольт, а на малых нагрузках — ближе к линейному напряжению. Процесс динамичен. Малые нагрузки начинают выгорать из-за высокого напряжения с коротким замыканием. На время протекания тока короткого замыкания напряжение на мощных нагрузках меняется с малого до практически линейного в 380 В. Стандартная защита в виде типовых автоматов не всегда успевает отработать и потеря некоторого оборудования достаточно частое явление. Более эффективной защитой от данного вида аварии является применение реле контроля напряжения (РКН), реле контроля фаз (РКФ) для трехфазных нагрузок или стабилизатора напряжения, у которого данные функции уже аппаратно встроены.

Чтобы обезопасить себя от перечисленных ранее видов перенапряжения, необходимо установить стабилизатор напряжения.

Какие задачи выполняет стабилизатор напряжения?

Это устройство, которое гарантирует получение стабилизированного напряжения 220 В и защищает технику от скачков и перепадов напряжения. Стабилизатор подходит как для компьютерной, бытовой техники, аудио-видео систем, так и для котлов, насосов, станков, цехов, медицинского оборудования. Стабилизатор обеспечивает качественную, исправную работу и долгий срок службы электротехники в квартире, загородном доме, офисе и на производстве.

По каким параметрам подбирают стабилизатор?

Стабилизаторы бывают разными, и важно подобрать подходящий лично вам стабилизатор. Для этого необходимо обратить внимание на следующие параметры:

1. Мощность нагрузки: для этого нужно сложить мощности всех электроприборов, которые одновременно будут работать.
2. Тип сети: однофазная или трехфазная. Однофазный стабилизатор представляет собой напольный блок, который можно установить как в комнате, так и в хозяйственном помещении. Для трёхфазной сети используется трёхфазный стабилизатор в виде 3-х независимых однофазных стабилизаторов или одного шкафа (для больших мощностей).
3. Принцип работы стабилизатора: релейный, электромеханический (сервомоторные, сервоприводные), электронный (симисторные, тиристорные) . Так электромеханические больше подходят для промышленных, медицинских, космических объектов, а электронные для малых производств, загородных домов.
4. Точность коррекции напряжения: +/- 1% — 20%.

NB ! Установка стабилизатора напряжения не означает, что в сети будет постоянно 220 В или 380 В. Нередко недобросовестные производители стабилизаторов устанавливают горящее табло 220 В, и это значение никак не меняется. Кажется, что стабилизатор выполняет свою работу идеально, на табло всегда 220 В! Но стабилизируется ли действительно напряжение до этого значения – неизвестно. Это может быть лишь картинка, а не реальный показатель напряжения! Будьте внимательны!

ЛАЙФХАК. Качественный стабилизатор редко показывает значение ровно 220 В (380 В), поскольку у него всегда есть погрешность на выходе – «точность стабилизации».

Стабилизаторы торговой марки «Полигон»

Перечисленные все выше виды аварий решают стабилизаторы «Сатурн» и «Каскад». Данные модели выпускаются компанией «Полигон» с 1996 года и прошли суровую проверку российскими сетями. Компания производит сборку из комплектующих от ведущих производителей и проводит обязательный контроль продукции, обеспечивая надежную работу каждого стабилизатора на долгие годы.

Данные стабилизаторы разработаны с учетом российских сетей и корректируют напряжения в максимальном диапазоне входных напряжений, сохраняя полную номинальную мощность. Срок службы стабилизаторов «Сатурн» и «Каскад» достигает 15 лет. Они защищают производства, больницы, транспортные узлы, военные и космические объекты по всей России, например, объекты Газпрома, космодромы Байконур и Плесецк, Центр им. Алмазова и многие другие.

Компания предлагает широкий выбор стабилизаторов для дома, офиса или производства. Главные отличия между «Сатурном» и «Каскадом» – это уровень погрешности (1% и 2,5%, соответственно), и принцип работы: промышленный «Сатурн» – электромеханический стабилизатор, «Каскад» – электронный. Более подробно о различиях этих моделей вы можете узнать на сайте производителя www.poligonspb.ru.

Итак, теперь Вы знаете, что представляет из себя стабилизатор напряжение и с какими проблемами он справляется. Важно помнить, что результатом перепадов напряжения в лучшем случае будет потеря несохраненных данных на компьютере, в худшем — повреждения электроприборов и даже угроза жизни людей.

Посмотреть PDF-версию статьи можно тут.

Электронную версию статьи вы можете прочитать на сайте журнала ИСУП.

Линейный стабилизатор напряжения с защитой от коротких замыканий и перегрузок

Номер патента: 1023307

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИН 05 Г 115 АНИЕ ИЗОБРЕТ и путемщего эльффючен междуи базой согм ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССЙО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Додик С. Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тоха, М., «Советское радио», 1980;(54) (57) ЛИНЕЙНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАШИТОЙ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ И ПЕРЕГРУЗОК, со.- держащий составной регулирующий элемент,.состоящий по меньшей мере иэ трех транзисторов, реэистивный датчик тока нагрузки, включенный последовательно с регулирующим элементом, реэистивный : делитель, включенный между базой выходЯО, 4023 ного транзистора составного регулирующего элемента и общей минусовой шиной, транэистор защиты, эмиттером подключенный к выходу стабилизатора, коллектором к базе входного транзистора составного регулирующего элемента, базойя средю ней точке реэистивного делителя, блок обратной связи регулирующего элемента, своими входами подключенный к выходу стабилизатора, а своим выходом я базе входного транзистора составного регулирующего элемента, а также резистор сме щения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежност снижения мощности регулирую мента, резистор смещения вкл базой защитного транзистора ласующего транзистора регулирующего элемента.1023307 Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированнымисточникам питания, рапиоэлектроннойаппаратуры.Известны стабилизаторы постоянноготока с транзисторными схемами зашиты,основанные на принципе эапирания последовательно регулирующего элемента сцелью ограничения тока и мощности при10перегрузках по току, коротких замь 1 каниях,с автоматическим возвратом стабилизаторов в исходное состояние при устранении короткого замыкания или перегрузки 1 ЦНедостатком данных стабилизаторовявляется сложность и недостаточнаянадежность.Наиболее близким к предлагаемомуявляется линейный стабилизатор напряже.ния с защитой от коротких замыканий иперегрузок, содержащий составной регули-,рующий элемент, состоящий по меньшеймере иэ трх транзисторов, резистивныйдатчик тока нагрузки, включенный последовательно с регулирующим элементом, резистивный целитель включенный междубазой выходного транзистора составногорегулирующего элемента и обшей минусовой шиной, транзистор зашиты, эмиттером подключенный к выходу стабилизато- З 0ра, коллектором к базе входного транзистора составного регулирующего элемента,а базой к средней точке реэистивного делителя, блок обратной связи регулирующегоэлемента, своими входами попключенный кЗ 5выходу стабилизатора, а своим выходомк базе входного транзистора составногорегулирующего элемента, а также резис-тор смешения 21 .Недостатком этого стабилизатора является то, что при низких выходных напряжениях и. больших токах нагрузки,когца применяется тройной и более составной регулирующий элемент, уменьшить токкороткого замыкания можно лишь эа счет 5увеличения величины резистивного патчика, что ведет к ухуцшению КПО стабилизатора,Цель изобретения — повышение надежности путем снижения мощности регулиру ющего элемента при коротком замыканиибез снижения КПД стабилизатора,Поставленная цель достигается тем, чтов линейном стабилизаторе напряжения сзашитой от коротких замыканий и перегрузок, соцержашем составной регулирукщий элемент, состоящий из трех и болеетранзисторов, реэистивный датчик токанагрузки, включенный последовательно с 2регулирующим элементом, реэистивный целитель, включенный между базой выходного транзистора составного регулирующего элемента и обшей минусовой шиной,транзистор зашиты, эмиттером подключенный к выходу стабилизатора, коллектором — к базе вхоцного транзистора составного регулирующего элемента, баэойк срепней точке резистивного делителя,блок обратной связи регулирующегоэлемента, своими входами подключенныйк выходу стабилитрона, а своим выходом — к базе вхоцного транзистора составного регулирующего элемента, а тыже резистор смешения, послецний включенмежду базой защитного транзистора ибазой согласующего транзистора регулирующего элемента.На чертеже прецставлена схема предлагаемого стабилизатора,Стабилизатор содержит транзистор 1защиты, резистор-датчик 2 тока нагрузки, включенный на выходе регулирующегоэлемента 3, резистивный целитель, состоящий из резисторов 4 и 5, включенныймежцу базой выходного транзистора резистор 3 и обшей минусовой шиной, средняя точка целителя подключена к базетранзистора 1 защиты, эмиттер которогоподключен к выходу стабилизатора, а коллектор к базе вхоцного транзистора 6,регулирующего элементы, в состав кото-.рого входят также согласующий транзистор 7 и выходной транзистор 8, резистор Э смешения, включенный между базой защитного транзистора 1 и базой сог .ласующего транзистора 7 регулирующегоэлемента, блок 10 обратной связи регулируюшего элемента.Стабилизатор работает следующим образом.В нормальных условиях на эмиттерныйпереход транзистора 1 поцается запирающее напряжение и он на работу стабилизатора не влияет.При перегрузке или коротком замыкании стабилизатор работает следующимобразом.При увеличении тока нагрузки увеличивается напряжение на резисторе-датчике 2,что приводит к уменьшению запирающегосмешения на базе зашитнор 6 транзистора 1.При перегрузке ток сначала ограничивается на заданном уровне, далее по мереуменьшения сопротивления нагрузки,уменьшается выхопное напряжение, приэтом защитный транзистор открывается,ток, протекающий через резистор 9, форсирует это открывание, при этом ток3 10233074 перегрузки начинает уменьшаться и дости- иия КПО и обеспечить самовозврат стеба гает при полном КЗ значения, меньшего: лиэатора в исходное состояние путем чем то срабатывания зашиты, введения резистора смешения в цепь заИспольэование предложенного стаби- щиты. Расчеты показали, что используялизатора позволяет без увеличения коли:,данный стабилизатор с зашитой мсщсно :чества элементов. уменьшить ток и уменьшить ток короткого замыкания мощность короткого замыкания без сниже- в 8 раз..Заказ 4211/32 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заявка

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6577

ГАРМАНОВА ВЕРА ВАСИЛЬЕВНА, ПОПОВ ИВАН АНДРЕЯНОВИЧ

Ток короткого замыкания стабилизатора

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.

Известны стабилизаторы напряжения постоянного тока по а.с. 851369, G05F 1/56, опубл. 30.07.81, бюл. №28; а.с. 1684782, G05F 1/56, опубл. 15.10.91, бюл. №38, обеспечивающие запуск стабилизатора и защиту от перегрузок по току и короткого замыкания на выходе.

Недостатком этих стабилизаторов является необходимость снятия входного напряжения для повторного запуска стабилизатора после устранения перегрузки по току или короткого замыкания.

Известны также стабилизаторы постоянного напряжения по а.с. 1001053 G05F 1/58, опубл. 28.02.83, бюл. №8, а.с. 1068910, G05F 1/58, опубл. 23.01.84, бюл. №3, обеспечивающие запуск стабилизатора, а защита в них осуществляется с помощью дополнительных устройств, что усложняет схему, а кроме того, они являются дополнительными источниками отказа в работе стабилизатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения по а.с. 1343403, G05F 1/569, опубл. 07.10.87, бюл. №37, принятый за прототип.

Схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где обозначено:

2 — выходной вывод;

3 — дополнительный вывод;

4 — регулирующий транзистор;

5 — входной основной вывод;

6, 7 — резисторы делителя выходного напряжения;

8, 12, 13 — первый, второй и третий резисторы;

15 — транзистор защиты.

Стабилизатор-прототип содержит общий 1 и выходной 2 выводы, входной основной 5 и дополнительный 3 выводы для подключения двух соответствующих источников питания, а также регулирующий транзистор 4, подключенный эмиттером к входному выводу 5, линейный делитель на резисторах 6 и 7 и нелинейный делитель на резисторе 8 и стабилитроне 9, включенные параллельно между общим выводом 1 и коллектором регулирующего транзистора 4, который базой соединен с коллектором транзистора 10, база которого соединена с выходом линейного делителя, а эмиттером — с выходом нелинейного делителя и выводом диода 11 токоограничивающей цепи, имеющей также второй резистор 12, через который диод 11 подключен к дополнительному выводу 3.

Кроме того, стабилизатор-прототип снабжен последовательной RC-цепью на резисторе 13 и конденсаторе 14, вывод которого соединен с входным выводом 5. RC-цепь включена параллельно регулирующему транзистору 4. Транзистор защиты 15 эмиттером, базой и коллектором соединен соответственно с входным выводом 5, с точкой соединения резистора 13 и конденсатора 14 RC-цепи и точкой соединения диода 11 и третьего резистора 12 токоограничивающей цепи.

Устройство-прототип работает следующим образом.

При подаче питания через цепь третий резистор 12 — диод 11 стабилизатор запускается. На время запуска конденсатор 14 обеспечивает гарантированную задержку включения транзистора 15. После запуска стабилизатора и зарядки конденсатора 14 транзистор 15 открывается и через него запирающий потенциал с входного вывода 5 подается на анод диода 11, запирая его, чем обеспечивает надежную развязку выхода стабилизатора от неуправляемого тока запуска в режимах стабилизации и самозащиты от перегрузок по току.

Недостатком устройства-прототипа является невозможность самостоятельного запуска после устранения короткого замыкания на выходе. Для приведения стабилизатора в рабочее состояние необходимо снять с его входа напряжение и затем провести повторное включение. Кроме того, обязательное наличие дополнительного источника питания существенно ограничивает область применения таких стабилизаторов.

Для устранения указанных недостатков в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом, а коллектор — с выходным выводом, транзистор усилителя постоянного тока с противоположным типом проводимости, соединенный коллектором с базой регулирующего транзистора, базой — с выходом делителя входного напряжения, эмиттером через стабилитрон — с выходным выводом и через первый резистор — с общим выводом, пусковую RC-цепь из последовательно соединенных конденсатора и третьего резистора, включенной параллельно регулирующему транзистору, согласно изобретению коллектор транзистора защиты подключен к точке соединения конденсатора и третьего резистора пусковой RC-цепи, эмиттер — к входному выводу, а база — к одному выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с выходным выводом.

Схема предлагаемого устройства представлена на фиг.2, где обозначено:

2 — выходной вывод;

4 — регулирующий транзистор;

5 — входной вывод;

6, 7 — резисторы делителя выходного напряжения;

8, 12, 13 — первый, второй и третий резисторы;

10 — транзистор усилителя постоянного тока (УПТ);

15 — транзистор защиты.

Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий транзистор 4, эмиттером подключенный к входному выводу 5, а коллектором — к выходному выводу 2, УПТ на транзисторе 10, имеющий противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора 4. При этом база транзистора 10 соединена с выходом делителя выходного напряжения на резисторах 6 и 7, а эмиттер через стабилитрон 9 — с выходным выводом 2 и через первый резистор 8 — с общим выводом 1. Пусковая RC-цепь состоит из последовательно соединенных конденсатора 14 и третьего резистора 13 и подключена параллельно регулирующему транзистору 4. Кроме того, коллектор транзистора защиты 15 соединен с точкой соединения конденсатора 14 и третьего резистора 13 RC-цепи, эмиттер — с входным выводом 5, база — с одним выводом второго резистора, другой вывод которого соединен с катодом диода 11, анод которого подключен к выходному выводу 2.

Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход стабилизатора ток, проходящий через конденсатор 14 и резистор 13, создает отпирающее напряжение на базе транзистора 10, что приводит к открыванию транзисторов 4 и 10. После достижения выходным напряжением своего номинального значения стабилизатор переходит в рабочий режим.

В рабочем режиме ток коллектора транзистора 10 протекает через базу регулирующего транзистора 4, обеспечивая необходимый ток нагрузки. При коротком замыкании на выходе на базу транзистора 10 подается отпирающее напряжение смещения, растет ток эмиттера транзистора 10 и уменьшается ток опорного стабилитрона 9. Когда ток стабилитрона 9 уменьшится до нуля, стабилитрон 9 закрывается, а напряжение на выходе также уменьшается до нуля. На выходе стабилизатора при этих условиях протекает остаточный ток, определяемый величиной сопротивления резистора 13, так как конденсатор 14 шунтирован эмиттер-коллекторным переходом открытого транзистора 15. Этот ток вызывает восстановление работоспособности стабилизатора, когда короткое замыкание устраняется.

При коротком замыкании на выходе стабилизатора анод диода 11 соединяется с общим выводом 1, вследствие этого транзистор 15 открывается, а конденсатор 14 при этом шунтируется эмиттер-коллекторным переходом и разряжается до напряжения, равного падению напряжения на переходе. Это обеспечивает быстрый разряд конденсатора 14, и он оказывается готовым к повторному пуску после устранения короткого замыкания. Это создает условия для автоматического запуска стабилизатора в рабочий режим. Процесс запуска стабилизатора протекает так же, как при подаче входного напряжения.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор по сравнению с прототипом обладает более широкими возможностями, так как отпадает необходимость в дополнительном источнике питания, а подключение коллектора транзистора защиты 15 к точке соединения конденсатора 14 и третьего резистора 13 пусковой RC-цепи обеспечивает автоматическое возвращение стабилизатора в рабочий режим после устранения короткого замыкания на выходе.

Это позволяет использовать предлагаемый стабилизатор для питания устройств, которые эксплуатируются на периферийных объектах без обслуживающего персонала, что расширяет область применения устройства.