Стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель - повьшение надежности стабилизатора за счет обеспечения защиты его от коротких замыканий и перегрузок по току. Стабилизатор постоянного напряжения содержит йервый регулирующий транзистор 1, выходной корректирующий конденсатор 2, делитель выходного напряжения, выполненный на резисторах 4 и 3, токостабилизирующий двухполюсник 5, второй 6 и третий 7 регулирующие транзисторы, дополнительный токостабилизирующий двухполюсник 8, усилитель 9 сигнала рассогласования, источник 10 опорного напряжения и полевой транзистор 11. При возникновении к.з. или перегрузки по току на выходе стабилизатора ток через регулирующий транзистор 1 в первый момент времени достигнет максимальной величины. Напряжение на выходе резко уменьшится, что приведет к открыванию транзистора 11. При этом ток коллектора tpaнзиcтopa 7 возрастет и станет равным току токостабшшзирующего двухполюсника 5. . Транзистор 1 закроется-. Остаточный ток к.з. равен току через .инверсно включенный транзистор 7. После устранения к.з. для приведения стабилизатора в режим стабилизации выходного напряжения необходимо кратковременно отключить его от источника питания. 1 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

2543 А 2

09) (И) (M 4 G 05 F 1 569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1145327 (21) 3945074/24-07 (22) 21.08.85 (46) 23.07.87. Бюл.И 27(72) С.В.Галкин, В.Э.Голубицкий, Е.А.Даев и В.M,Ëèñêèí (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1145327, кл. G 05 Р 1/56, 1983. (54) СТАВИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель — повышение надежности стабилизатора эа счет обеспечения защиты его от коротких замыканий и перегрузок по току. Стабилизатор постоянного напряжения содержит первый регулирующий транзистор 1, выходной корректирующий конденсатор 2, делитель выходного напряжения, выполненный на резисторах 4 и 3, токостабилизируюший двухполюсник 5, второй 6 и третий 7 регулирующие транзисторы, дополнительный токостабилизирующий двухполюсник 8, усилитель 9 сигнала рассогласования, источник 10 опорного напряжения и полевой транзистор 11.

При возникновении к.з. или перегрузки по току на выходе стабилизатора ток через регулирующий транзистор 1 в первый момент времени достигнет максимальной величины. Напряжение на выходе резко уменьшится, что приведет к открыванию транзистора 11. При этом ток коллектора транзистора 7 возрастет и станет равным току токостабизжзирующего двухполюсника 5, Транзистор 1 закроется; Остаточный ток к.з. равен току через .инверсно включенный транзистор 7. После устранения к.з. для приведения стабилизатора в режим стабилизации выходного напряжения необходимо кратковременно отключить его от источника питания.

1 ил.

25436 где U<

8ы о

Пвк к

1 зи гце азиате

40 н (У

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам электропитания, может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры и в автоматике и является усовершенствованием устройства по авт.св. 9 1145327

Цель изобретения — повышение на.— дежности стабилизатора.

На чертеже дана принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения. . Стабилизатор содержит первый регулирующий транзистор 1, включенный между входным и выходным выводами, выходной корректирующий конденсатор

2 и делитель выходного напряжения, выполненный на резисторах 3 и 4, включенных между выходным выводом и общей шиной стабилизатора.

Между коллектором и базой транзи.стора 1 включен токост абилизирующий двухполюсник 5. База транзистора 1 также подключена к соединенным между собой эмиттером второго 6 и третьего

7 регулирующих транзисторов, причем база транзистора 7 подключена через дополнительный токостабилизирующий двухполюсник 8 к коллектору транзистора 1, а его коллектор - к эмиттеру транзистора 1. Усилитель 9 сигнала рассогласования инвертирующим входом г подключен к отводу делителя выходного напряжения, неинвертирующим входом — к источнику 10 опорного напряжения,a выходом соединен с .базой транзистора 6, коллектор которого подключен к общей шине стабилизатора, к которой подключен также затвор полевого транзистора 11, исток которого подключен к базе третьего регулирующего транзистора 7, а сток — к кол.лектору первого регулируюпфго тразистора 1.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

В установившемся режиме третий регулирующий транзистор 7 работает в инверсном режиме, так как к нему приложено напряжение обратчой для него полярности с эмиттерного перехода первого регулирующего транзистора 1. К. переходу затвор — исток полевого транзистора ii приложено напРяжение U><, равное по величине

-напряжение на выходе стабилизатора; — напряжение на переходе база-коллектор транзистора 7.

Полевой транзнстор 11 не будет оказывать влияния на работу стабилизатора постоянного напряжения, если выполняется следующее условие:

Пэу pqg 9 — напряжение отсечки полевого транзистора 1, 15

Выполнить на практике условие (1) не представляет трудностей, так как полевые транзисторы имеют небольшую величину напряжения отсечки (единицы ,вольт). Таким образом, в установившемся режиме полевой транзистор 11 закрыт и не оказывает влияния на работу стабилизатора.

Третий регулирующий транзистор 7 не оказывает влияния на работу стабилизатора, если величина тока первого токостабилизирующего двухполюсни-! ка 5 выбрана, исходя из следующего еравенства:

30 I ) I н-Ion (1+он ) (2) ос 4ж и

"4мин где I — ток первого токостабилио зирующего двухполюсника 5;

I — ток второго токостабилиog, зирующего двухполюсника 8;

Х„ — ток нагрузки стабилизатора (включая ток через делитель выходного напряжения);

P - коэффициент передачи тока (мин базы первого регулирующего транзистора 1; ф„ — коэффициент передачи тока базы третьего регулирую45 щего транзистора 7 при работе его в инверсном режиме.

При выполнении условия (2) инверс50 но включенный третий регулирующий транзистор 7 практически насыщен, и через него в нагрузку стабилизатора протекает ток, равный по величине

55 о (P„).

Через первый регулирующий транзистор

1 в нагрузку протекает ток

1325436

ВНИИПИ Заказ 3107/42 Тираж 863-- Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Во время переходного процесса,вызванного, например, уменьшением величины опорного напряжения, усилитель

9 сигнала рассогласования на выходе формирует сигнал управления, приводя- 5 щий к уменьшению величины напряжения база-эмиттер регулирующего транзистора 1 (транзистор 1 призакрывается), Третий регулирующий транзистор 7 попрежнему работает в инверсном режиме. !О

Как только напряжение на эмиттерном переходе первого регулирующего транзистора 1 начнет менять полярность на противоположную, третий регулирующий транзистор 7 выходит из.инверс- 15 ного режима работы и приоткрывается. .Так как транзистор 7 включен параллельно эмиттерному переходу регулирующего транзистора 1, то в схеме развивается лавинообразный процесс, при- 20 водящий к закрытию первого регулирую. щего транзистора 1 и открытию третьего регулирующего транзистора 7. Эмиттерный ток второго регулирующего транзистора 6 резко возрастает по величине. Выходной корректирующий конденсатор 2 быстро разряжается током, ппвтекающим через третий 7 и второй 6 регулирующие транзисторы.

После разряда выходного корректи- 30 рующего конденсатора 2 третий регу лирующий транзистор 7 переходит в инверсный режим работы, а первый регулирующий транзистор 1 открывается, Таким образом, осуществляется переход с большого уровня стабилизируемого напряжения на меньший.

При скачкообразном увеличении соппротивления нагрузки (импульсном токе потребления) напряжение на выходе 40 стабилизатора вначале возрастает, а затем быстро снижается до первоначального значения. Этот случай по ха,рактеру процессов, происходящих в схеме стабилизатора, аналогичен рассмотренному случаю уменьшения величины опорного напряжения.

При возникновении короткого замыкания или перегрузки по току на выходе стабилизатора ток через первый ре-50 гулирующий транзистор 1 в первый момент времени достигает максимальной величины 1 „„, которая может быть определена в соответствии со следующим выражением: макс = У< (о -Iî, Ри, ) ° (3)

i) где P — коэффициент передачи тока

< базы первого регулирующего транзистора 1;

I I — величины тока соответствены1 от но первого 5 и второго 8 токостабилизирующих двухполюсннков; — коэффициент передачи тока базы третьего регулирующего транзистора 7 при работе его в инверсном режиме.

Налряжение на выходе стабилизатора резко уменьшается, что приводит ., к открытию полевого транзистора 11.

При этом ток коллектора третьего регулирующего .транзистора 7 возрастает по величине и становится равным току первого токостабилизирующего двухполюсника 5. Первый регулирующий транзистор 1 закрывается. Остаточный ток короткого замыкания равен току через. инверсно включенный третий регулирующий транзистор 7. После устранения короткого замыкания в нагрузке для приведения стабилизатора в режим стабилизации выходного напряжения необI ходимо кратковременно отключить его от источника питания или уменьшить потребляемый нагрузкой ток до величины тока включения.

В предлагаемом стабилизаторе постоянного напряжения обеспечивается быстродействующая защита выхода стабилизатора от короткого замыкания и перегрузки по току, что повышает надежность устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

Стабилизатор постоянного напряжения по авт.св. У 1145327, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен полевой транзистор, сток которого подключен к входному выводу стабилизатора, исток — к базе третьего регулирующего транзистора, а затвор - к общей шине.