Стабилизатор постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 05 F 1/569

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867315/07 (22) 17.09.90 (46) 07.10.92, Бюл. N 37 (71) Винницкий политехнический институт (72) Н.Н,Михальниченко, В.С,Злобин и

А, Б,Докторович (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 744524, кл, G 05 F 1/569, t 980. . 2. Авторское свидетельство СССР

М 860031, кл. G 05 F 1/569, 1981. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры, Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усилителя обратной связи, выходной сглаживающий фильтр и узел защиты, состоящий из исполнительного элемента на тиристоре, силовым переходом включенным между входным выводом и регулирующим элементом, датчиков аварийных режимов и блока управления тиристором, выход которбго подключен к управляющему электроду тиристора. К его недостаткам можно отнести невозможность включения исполнительного элемента (I).

Наиболее близок к предлагаемому стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усилителя обратной связи, выходной сглаживающий фильтр и узел

„„ЯЛ„„1767486 А1 (57) Использование: для надежного питания радиоэлектронной аппаратуры качественным напряжением, Сущность изобретения: устр-во содержит последовательный регулирующий элемент, усилитель обратной связи, блок защиты. Ведение в блок защиты дополнительного резистора позволило упростить схему устр-ва, исключить потребле-. ние тока элементами блока защиты, повысить КПД, расширить пределы регулирования выходного напряжения в сторону увеличения, 1 ил, защиты, состоящий из исполнительного элемента на тиристоре, силовым переходом включенным между входным выводом и регулирующим элементом, причем управляющий электрод тиристора подключен через первый резистор к коллектору коммутирующего транзистора, база которого через второй резистор подключена к катоду дополниTåëьного тиристора и входному выводу через резистивный делитель. средняя точка которого подключена к одному из выводов конденсатора и через третий резистор — к коллектору транзистора защиты и управляющему электроду дополнительного тиристора, катод которого подкл ючен к аноду диода, катод которого подключен к выходу усилителя обратной связи, а второй вывод конденсатора, эмиттер коммутирующего транзистора и анод дополнительного тиристора подключены к общей шине, причем датчики аварийных режимов подключены к базе транзистора защиты (2).

1767486

30

50

К его недостаткам следует отнести низкую эффективность, которая выражается в следующем .

Устройство требует обязательного применения дополнительного источника напряжения для питания усилителя обратной связи, без которого невозможно управление согласующим транзистором.

Устройство имеет низкий КПД, обусловленный потребностью в дополнительном источнике напряжения, неоправданным падением напряжения на исполнительном элементе и потреблением энергии базовой и коллекторной цепями коммутирующего транзистора.

Устройство имеет пониженную надежность, обусловленную его громоздкостью.

Цель изобретения — повышение надежности стабилизатора постоянного на и ряжения, Указанная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усилителя обратной связи, согласующий транзистор, базо-эмиттерный переход которого использован в качестве управляющей цепи регулирующего элемента, диод, выходной сглаживающий фильтр, включенный между выходными выводами, и узел защиты, включающий в себя транзистор, конденсатор, ти- ристор, первый, второй и третий резисторы и два датчика аварийных режимов, выходы которых подключены к базе транзистора непосредственно и к общей силовой шине— через третий резистор, причем анод тиристора, эмиттер транзистора и первый электрод конденсатора подключены к общей силовой шине, коллектор транзистора соединен с первым выводом второго резистора .и управляющим электродом тиристора, катод которого соединен с анодом диода, катодом подключенного к выходу усилителя обратной связи и базе согласующего транзистора, а второй вывод второго резистора соединен с вторым электродом конденсатора, соединенного через первый резистор с входным выводом, введен четвертый резистор, включенный между катодом диода и входным выводом, а катод тиристора подключен также к второму электроду конденсатора.

Описываемое решение отличается от известных новым элементом и новыми взаимосвязями, Эти отличия являются новыми, т.к, они отсутствуют в прототипе. Таким образом, описываемое устройство соответствует критерию "новизна", Описываемое решение имеет общие признаки с аналогом и с прототипом. Однако введение в описываемое решение нового элемента и новых взаимосвязей, а также исключение тиристора, транзистора и трех резисторов в его базовой и коллекторных цепях придало ему новые свойства, которые позволяют устранить все перечисленные выше недостатки аналога и прототипа. Перечисленные новые свойства являются

"сверхсуммарными".

Особо надо отметить следующее сверхсуммарное свойство описываемого решения.

В прототипе верхний предел регулировки выходного напряжения стабилизатора ограничен на уровне примерно на 1,5 B меньшем потенциала анода закрытого диода, который определяется величиной напряжения делителя, образованного тремя резисторами и базо-эмиттерным переходом транзистора, При превышении указанного уровня работа стабилизатора нарушается или дестабилизируется за счет протекания тока через открывающийся диод, В данном решении в стационарных режимах элементы защиты не ограничивают предела регулировки выходного напряжения стабилизатора, Имеются и другие (не перечисленные ранее) сверхсуммарные свойства данного решения.

Таким образом, данное решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже приведена схема стабилизатора постоянного напряжения.

Устройство содержит первый 1, второй

2, третий 3 и четвертый 4 резисторы, регулирующий элемент на транзисторе 5 и согласующий транзистор 6, транзистор 7 защиты, тиристор 8, диод 9, усилитель 10 обратной связи, выходной сглаживающий фильтр 11, конденсатор 12 и датчики 13, 14 аварийных режимов, Выход усилителя 10, база транзистора 6 и катод диода 9 подключены через резистор 4 к коллектору транзистора 5 и общей силовой шине 15. Анод диода 9 подключен к катоду тиристора 8 и второму выводу резистора 2 непосредственно, а через . резистор 1 — к шине 15 и через конденсатор

12 — к общей шине 16. Анод тиристора 8 и эмиттер транзистора 7 подключены к шине

16, коллектор транзистора 7 соединен с управляющим электродом тиристора 8 и пер-вым выводом резистора 2, а база транзистора 7 подключена к выходам датчиков 13 и 14 непосредственно и через резистор 3 — к шине 16.

Устройство работает следующим образом. При подаче входного напряжения ста1767486 билизатор плавно выходит на номинальный режим. При этом за счет выбора соответствующих постоянных времени собственно стабилизатора и RC-цепочки (элементы 1 и

12) исключается возможность лажных срабатываний защиты (элементы 13, 7, 8 и 1) в пусковых режимах, В номинальном режиме анод диода 9 находится под потенциалом шины 15. и диод закрыт. Элементы защиты не потребляют тока (через них протекаю только токи утечек), При срабатывании датчика 13 (токовой перегрузки) в результате возрастания тока в выходной цепи стабилизатора или датчика 14 (перенапряжения на нагрузке) открывается транзистор 7, включается тиристор 8, открывается диод

9 и закрываются транзисторы 6 и 5, Разблокировка защиты осуществляется отключением входного напряжения оператором.

Использование данного решения позволит повысить надежность устройства за счет упрощения (исключения тиристора, транзистора и трех резисторов), исключить потребление тока элементами защиты, повысить КПД устройства за счет исключения падения входного напряжения на исключенном тиристоое, расширить предел регулирования выходного напряжения в сторону увеличения, Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, уп равляющая цепь которого подключена к выходу усилителя обратной связи, согласующий транзистор, база-эмиттерный переход ко5 торого использован в качестве указанной управляющей цепи регулирующего элемента, диод, выходной сглаживающий фильтр, включенный между выходными выводами, и узел защиты, включающий в

10 себя транзистор, конденсатор, тиристор, три резистора и два датчика аварийных режимов, выходы которых подключены к базе транзистора непосредственно и к общей силовой шине — через третий рези15 стор, причем анод тиристора, эмиттер транзистора и первый электрод конденсатора подключены к общей силовой шине, коллектор транзистора соединен с первым выводом второго резистора и с уп20 равляющим электродом тиристора, катод которого соединен с анодом диода, катодом подключенного к выходу усилителя обратной связи и к базе согласующего транзистора, а второй вывод второго рези25 стора соединен с вторым электродом конденсатора, соединенного через первый резистор со входным выводом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен

30 четвертый резистор, включенный между катодом диода и входным выводом, а катод тиристора подключен также к второму электроду конденсатора, 1767486

Составитель H. Михальниченко

Техред М.Моргентал Корректор M. Петрова

Редактор

Заказ 3548 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ( (I

I (1