Устройство для защиты от перенапряжений нагрузки

 

Изобретение относится к электро-, технике и предназначено для использования в системах электропитания радиотехнических устройств. Цель изобретения - з еньшение уровня перенапряжений с сохранением непрерьшности питания нагрузки и повышение КПД за счет уменьшения мощности, рассеиваемой на регулирующем транзисторе в нормальном режиме питания при отсутствии перенапряжений. При нормальном напряжении питания регулирующий транзистор 4 находится в режиме глубокого насьщения, что обеспечивает минимальный уровень потерь мощности на регулирующем транзисторе. При выборе напряжения питания открывается управляющий транзистор 5, подающий закрываюпщй потенциал на базу регулирующего транзистора 4. Последний закрывается, однако открьшается компенсирующий транзистор 11, включенный по схеме эмиттерного повторителя . Через транзистор 11 на нагрузку поступает напряжение, близкое нормальному напряжению питания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л СО со СО 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6Ю 4 Н 02 Н 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3998869/24-07 (22) 30.12.85 (46) 23.09.87. Бюл. Ф 35 (72) А.Д.Трушин и Е.З.Пшебельский (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 775724, кл. С 05 Р I/569, 1981.

Авторское свидетельство СССР

II- 326680, кл, Н 02 Н 7/20, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электро-. технике и предназначено для использования в системах электропитания радиотехнических устройств. Цель изобретения" — уменьшение уровня перенапряжений с сохранением непрерывности питания нагрузки и повышение

КПД за счет уменьшения мощности, рас-.

„,80„„1339742 А1 сеиваемой на регулирующем транзисторе в нормальном режиме питания при отсутствии перенапряжений, При нормальном напряжении питания регулирующий транзистор 4 находится в режиме глубокого насыщения, что обеспечивает минимальный уровень потерь мощности на регулирующем транзисторе.

При выборе напряжения питания открывается управляющий транзистор 5, подающий закрывающий потенциал на базу регулирующего транзистора 4, Последний закрывается, однако открывается компенсирующий транзистор II, включенный по схеме эмиттерного повторителя. Через транзистор 11 íà íà- g грузку поступает напряжение, близкое . нормальному напряжению питания.

1 з.п. ф-лы, 1 ил.

С:

1339742

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электропитания радиотехнических устройств. (1

Цель изобретения — уменьшение уровня перенапряжений с сохранением непрерывности питания нагрузки и повьш ение КПД за счет уменьшения мощ— ности, рассеиваемой на регулирующем lg транзисторе в нормальном режиме питания при отсутствии перенапряжений, Ка чертеже представлена схема уст— ройства.

Устройство 1 для защиты от пере†15 напряжений нагрузки 2, подключаемой х источнику 3 питания, содержит регулирующий первый транзистор 4, уп . равляющий второй транзистор 5, первый резистор 6 и пороговую первую цепоч- 2р ку 7, состоящую иэ последовательно соединенных резисторов 8 и 9 и стабилитронов 10, причем одноименные первые выводы коллектор-эмиттерных переходов первого 4 и второго 5 транзис- 25 торов соединены между собой и предназначены для подключения к первому выводу источника 3 питания, второй вывод коллектор-эмиттерного перехода первого транзистора 4 предназначен ЗО для подключения к первому выводу нагрузки 2, а база первого транзистора

4 соединена с первым выводом первого резистора 6, второй вывод которого, соединенный с первым концевым выводом первой цепочки 7, предназначен для подключения к вторым выводам нагрузки 2 и источника 3 питания,„

В устрбйстве имеются компенсирующий третий транзистор 11 и пороговая вторая цепочка 12, состоящая из последовательно соединенных резисторов

13 и стабилитронов 14. Второй концевой вывод первой цепочки 7 соединен с первым выводом коллектор-эмиттерно— го перехода второго транзистора 5, а средний ее вывод — с базой второго транзистора 5, второй вывод коллекторэмиттерного перехода которого соецинен с базой первого транзистора 4. Коллектор третьего транзистора ll и первый концевой вывод второй цепочки 12 соединены с первым выводом коллекторэмиттерного перехода, а эмиттер третьего транзистора 11 соединен с вторым выводом коллектор-эмиттерного перехода первого транзистора 4, срецний вывод второй цепочки 12 соединен с базой третьего транзистора 11, а ее второй концевой вывод через общий токопровод 13 соединяется с вторым выводом первого резистора. Регулирующий первый транзистор 4 выполнен составным из двух транзисторов.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном напряжении источника 3 питания транзистор 5 закрыт, так как стабилитрон !О имеет порог открывания несколько выше нормально го напряжения источника питания, Ток в базовой цепи (переход эмиттер— база, резистор 9, стабилитрон 10) транзистора 5 отсутствует, а следовательно, отсутствует и коллекторный ток. Регулирующий транзистор 4 открыт и находится в режиме глубокого насыщения (U„ =0,2-0,5 В) за счет базового тока, протекающего через переход эмиттер — база и резистор 6 от плюсовой шины питания к минусовой.

Степень насыщения может быть обеспечена сколь угодно глубокой, так как определяется резистором 6, величина которого ограничений не имеет. При открытом транзисторе 4 транзистор ll полностью закрыт, так как к его переходу база — эмиттер через резистор

13 приложено малое напряжение (U ) регулирующего транзистора 4. В результате при нормальном напряжении источника 3 обеспечивается питание нагрузки 2 с минимальными потерями напряжения (рассеиваемой мощности) на регулирующем транзисторе 4, т.е, при высоком КПД.

При увеличении напряжения источника питания (выбросе напряжения) до определеннои допустимой для нагрузки

2 величины стабилитрон 10 пробивается и в цепочке 7 возникает ток, создающий падение напряжения на резисторе

8. Это вызывает открывание до глубокого насыщения транзистора 5, через который напряжение плюсовой шины питания подается на резистор 6 и базу транзистора 4, который полностью закрывается, так как разность напряжения между их эмиттером и базой становится минимальной, равной напряжению

U„ глубоко насыщенного транзистора

5. При закрытом транзисторе 4 напряжение на нагрузке должно снизиться практически до нуля, Однако этого не происходит, так как включается в работу транзистор 11, который открывается, так как к его переходу база—

1339742 эмиттер приложено через резистор 13 падение напряжения полностью закрытого транзистора 4. Степень открывания транзистора ll определяется напряжением стабилизации стабилитрона

14, так как транзистор 11- включен по схеме эмиттерного повторителя, для которого выходное напряжение примерно равно входному напряжению на базе, Это напряжение выбирается примерно равным напряжению стабилизации стабилитрона 10, т.е, практически используется одинаковый тип стабилитрона. Поэтому при любом по величине выбросе напряжения источника питания напряжение на нагрузке 2 сохраняется примерно равным нормальному напряжению источника питания, Стабильность напряжения на нагрузке определяется стабильностью стабилитрона в диапазоне температур и при изменении величины нагрузки, На транзисторе 11 во всех случаях падает напряжение, равное по величине превышению напряже-ния источника по отношению к нормальному напряжению питания, При восстановлении нормального напряжения источника схема возвращается в исходное состояние, при кото— ром транзистор 11 полностью закрыт.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что нагрузка стабильно защищена от выбросов напряжения источника питания, а при нормальном режиме в устройстве защиты рассеивается на регулирующем транзисторе минимальная мощность, Составитель 0,Орлов

Техред В.Кадар

Редактор Н. Бобкова

Корректор A,Îáðó÷àð

Заказ 4?36/48

Тираж 617

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 формулаизобретения

1. Устройство для защиты от пере- напряжений нагрузки, подключаемой к источнику питания, содержащее регулируюший первый транзистор, управляющий второй транзистор, первый резистор и пороговую первую цепочку, состоящую из последовательно соединенных резисторов и стабилитронов, причем одноименные первые выводы коллектор-эмиттерных переходов первого и второго транзисторов соединены между собой и предназначены для подключения к первому выводу источника питания, второй вывод к .- лектор-эмиттерного перехода первого т„ анзистора предназначен для подключения к первому выводу нагрузки, а база первого тран10 зистора соединена с первым выводом первого резистора, второй вывод которого, соединенный с первым концевым выводом первой цепочки, предназначен для подключения к вторым выводам нагрузки н источника питания, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения уровня перенапряжений с сохранением непрерывности питания нагрузки и повышения КПД за счет умень2о шения мощности, рассеиваемой на регулирующем транзисторе в нормальном режиме питания при отсутствии перенапряжений, в устройство введены компенсирующий третий транзистор и порого25 вая вторая цепочка, состоящая из последовательно соединенных резисторов и стабилитронов, второй концевой вывод первой цепочки соединен с первым выводом коллектор-эмиттерного перехода

ЗО второго транзистора, а средний ее вывод — с базой второго транзистора, второй вывод коллектор-эмиттерного перехода которого соединен с базой первого транзистора, при этом коллекЭ тор третьего транзистора и первый концевой вывод второй цепочки соединены с первым выводом коллектор-эмиттерного перехода, а эмиттер третьего транзистора соединен с вторым выводом

4О коллектор-эмиттерного перехода первого транзистора, средний вывод второй цепочки соединен с базой третьего транзистора, а ее второй хонцевой вывод через общий токопровод соединяетдб ся с вторым выводом первого резистора.

2, Устройство по п,l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что регулирующий первый транзистор выполнен состав- ным,