Стабилизатор постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения . Цель изобретения - обеспечение защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки и повышение надежности. В устр-во введены i I вторые транзистор 8 защиты резисторный делитель 15 напряжения и конденсатор 16. Транзистор 8 коллектором подключен к управляющему,входу транзисторного регулирукщего элемента 1, эмиттером - к выходу элемента 1, а базой через резисторы 13,14 - к выходу делителя 15, включенного между вьшодами основного источника 4 опорного напряжения. Конденсатор 16 включен между точкой соединения резисторов 13,14 и эмиттером транзистора 8. 1 з.и . ф-лы, 1 ил. о S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК у 4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1385126 (21) 4122930/24-07 (22) 24.09.86 (46) 07.09.88. Бюп. В 33 (72) Ю.Н.Шуваев .

{53) 621.316.722. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1385126, кл. С 05 Р 1/569, 1986.

I (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Цель изобретения — обеспече„,SU,„, 1422227 А 2 ние защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки и повышение надежности. В устр-во введены вторые транзистор 8 защиты, резисторный делитель t5 напряжения и конденсатор 16, Транзистор 8 коллектором подключен к управляющему входу транзисторного регулирующего элемента 1, эмиттером — к выходу элемента 1, а базой через резисторы 13,14 - к выходу делителя 15, включенного между выводами основного источника 4 опорного напряжения. Конденсатор 16 включен между точкой соединения резисторов 13, 14 и эмиттером транзистора 8.

1, з п ф JIbl 1 иле

f422227 дежности.

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлек- тронной аппаратуры различного назначения и является усовершенствованием устройства по авт. св. У 1385126„

Цель изобретения - обеспечение защиты от повышения выкодного напряжения и обрыва нагрузки и повышение наНа чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора.

Стабилизатор постоянного тока со:держит включенные последовательно в силовую шину транзисторный регулирующий элемент 1 и датчик 2 тока, дифференциальный усилитель 3 постоянно- 20 го тока, инвертирующий вход которого .подключен к датчику 2 тока, неинвер:: :тирующий вход соединен с положительным выводом основного источника 4 опорного напряжения, а выход подключен к управляющему входу транзисторного регулирующего элемента 1, отрицательный вывод основного источника

4 опорного напряжения соединен с силовым выходным выводом 5, а также вспомогательный источник 6 опорного напряжения, отрицательный вывод которого подключен к силовому выходному

I выводу 5» первый 7 и второй 8 транзисторы защиты, коллекторы которых подключены к управляющему входу транзисторного регулирующего элемента 1, эмиттеры соединены с выходом транзисторного регулирующего элемента 1, база первого транзистора 7 защиты через первый 9 и второй 10 резистори подключена к средней точке первого реэисторного делителя 11 напряжения, включенного между положительным выводом вспомогательного источника 6 опор- 5 ного напряжения и общей шиной, между общей точкой первого 9 и второго 10 резисторов и эмиттером первого транзистора 7 защиты включен первый конденсатор 12, база второго транзистора

8 защиты через третий 13 и четвертый

14 резисторы подключена к средней точке второго резисторного делителя 15 напряжения, подключенного к выводам основ" ного источника 4 опорного напряжения„. а между общей точкой третьего 13 и

55 четвертого 14 резисторов и эмиттером второго транзистора 8 защити включен введенный второй конденсатор 16, Первый конденсатор 12 может быть включен через введенный пятый резистор 17 между общей точкой первого 9 и второго 10 резисторов и общей шиной стабилизатора (пунктир).

Аналогично второй конденсатор 16 может быть включен через введенный шестой резистор 18 между общей точкой третьего 13 и четвертого 14 резисторов и общей шиной (пунктир).

Парраллельно переходам база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзисторов защиты могут быть включены диоды

19 и 20 .

Первый 9 и второй 10 резисторы могут отсутствовать, а база первого транзистора защиты 7 подключена непосредственно к средней точке первого резисторного делителя 11 напряжения.

Аналогично третий 13 и второй 14 резисторы могут отсутствовать, а база второго транзистора 8 защиты подключена непосредственно к средней точке второго резисторного делителя

15 напряжения.

Напряжение вспомогательного опорного источника 6 должно быть выше, чем напряжение основного опорного ис= точника 4, поэтому для уменьшения нестабильности тока нагрузки стабилизатора питание основного источника 4 опорного напряжения целесообразно производить от вспомогательного ис--. точника 6 опорного напряжения.

Стабилизатор постоянного тока работает следующим образ ом.

При нормальном режиме работы стабилизатора и его выходном напряжении, находящемся в заданных пределах, напряжение, прикладываемое к переходу база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзисторов защиты при помощи первого 11 и второго 15 делителей напряжения устанавливается такой величины и полярности, чтобы транзистори 7 и

8 были заперты.

При понижении выкодного напряже ния стабилизатора ниже установленного предела или при коротком замьжании нагрузки потенциал средней точки первого делителя 11 напряжения относительно силового выходного вывода 5 .повышается,, первый конденсатор 12 перезаряжается, напряжение на базе первого транзистора 7 защиты относительно его эмиттера повышается и становится положительным, транзистор 7 от" крывается, подзапнрает транзисторный

2227

30

3 142 регулирующий элемент 1 и выходное напряжение стабилизатора уменьшается.

Вследствие этого транзистор 7 еще больше открывается, регулирующий элемент 1 запирается, напряжение на базе транзистора 7 еще больше увеличивается .и происходит лавинообразное "опрокидывание" схемы. При этом транзистор

7 полностью открыт током, протекающим от вспомогательного источника 6 опорного напряжения через верхнее плечо делителя 11 напряжения, первый 9 и второй 10 резисторы, а регулирующий элемент 1 полностью закрыт и выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора равны нулю.

При повьппении выходного напряжения стабилизатора вьппе установленного пре-дела или обрыва нагрузки (хопостом ходе) и выходе стабилизатора из режима стабилизации его ток нагрузки и напряжение на датчика 2 тока умень;шается, потенциал эмиттера второго транзистора 8 защиты относительно силового выходного вывода 5 стабилизатора понижается, в то время как потенциал средней точки второго резисторного делителя 15 напряжения, за- „ табилизированный при помощи основного источника 4 опорного напряжения, остается постоянным. Вследствие этого второй конденсатор 16 перезаряжается, напряжение на базе второго транзистора 8 защиты относительно его эмиттера повьппается н становится положительным, транзистор 8 открывается, подзапирает регулирующий элемент 1 и выходное напряжение стабилизатора, ток нагрузки и напряжение на датчике

2 тока уменьшаются. Вследствие этого транзистор 8 еще больше открывается, регулирующий элемент 1 запирается, напряжение на базе транзистора 8 еще больше увеличивается и происходит лавинообразное "опрокидывание" схемы.

При этом транзистор 8 полностью открыт током, протекающим от основного источника 4 опорного напряжения через верхнее плечо делителя 15 напряжения, третий 13 и четвертый 14 резисторы, а регулирующий элемент 1 полностью закрыт и выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора равны нулю.

Для возврата схемы в исходное состояние после устранения неисправности необходимо на короткое время выключить, а затем повторно включить стабилизатор.

Первый 12 и второй 16 конденсаторы птунтируют переходы база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзистора за" шиты при переходных процессах и служат для предотвращения "опрокидывания" схемы при включении стабилизато" ра. Конденсаторы 12 и 16 осуществляют также задержку в выключении стабилизатора при кратковременных провалах или всплесках выходного напряжения, при кратковременных коротких замыканиях или отключениях нагрузки.

Э-.а задержка в срабатывании защиты и выключении стабилизатора является неопасной и не увеличивает объем и массу стабилизатора, так как приводит только к кратковременному повьппению мощности, выделяющейся на регулирую" щем элементе 1, Резисторы 9 и 10, а также резисторы 13 и 14 предназначены для увеличения постоянной времени базовых контуров транзисторов 7 и 8 и уменьшения емкости конденсаторов 12 и 16 при выбранном времени задержки в срабатывании защиты. Указанные резисторы могут также отсутствовать. В этом случае база первого транзистора 7 защиты и первый конденсатор 12 подключаются непосредственно к средней точке первого делителя 11 напряжения, а база второго транзистора 8 защиты и второй конденсатор 16 — к средней точке второго делителя 15 напряжения.

35 i

Диоды 19 и 20 предназначены для защиты переходов база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзисторов защиты от обратного напряжения большой вели40 чины при нормальном режиме работы стабилизатора.

Стабилизатор тока, содержащий RCцепочки, состоящие из пятого резистора 17. и первого конденсатора 12, иэ шестого резистора 18 и второго конденсатора 16, работает аналогично.

Его отличие заключается в том, что в нем функции конденсаторов 12 и 16 выполняют указанные RC-цепочки. При одинаковой постоянной времени схемы при таком включении конденсаторы 12 и 16 могут быть выбраны меньшей величины. Кроме того, эти конденсаторы могут быть выбраны электролитическими, так как напряжение на них имеет одинаковую полярность при всех режимах работы стабилизатора. Вследствие этого конденсаторы 12 и 16 имеют меньшие объем и массу.

5 1422227

Ф о р м у л а и з о б р е ò е н и я

Составитель С, Горбачева

Техред А.Кравчук Корректор Л,Пилипенко

Редактор Л.Гратилло

Тир аж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4431/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, уп. Проектная„ 4

1. Стабилизатор постоянного тока . tro авт. св. В 1385126, о т л и ч alo шийся тем, что, с целью обеспечения защиты от повышения выходно го напряжения и обрыва нагрузки и поВышения надежности, в него введен второй транзистор защиты, коллектор которого подключен к управляющему

Эходу транзисторного регулирующего элемента, эмиттер соединен с выкодом транзисторного регулирукицего элемен-ta, а базачерез введенные третий и .15

„четвертый резисторы подключенак средней точке введенного второго резисторного делителя напряжения, подключенного к выводам основного источника опорного напряжения, а между общей точкой третьего и четвертого резисторов и змиттером второго транзистора защиты включен введенный второй конденсатор.

2. Стабилизатор по п.1, о т л и " ч а ю шийся тем, что второй конденсатор включен через введенный пятый резистор между общей точкой третьего и четвертого резисторов и общей шиной.