Вторичный источник питания

 

Использование: для электропитания радиоаппаратуры . Сущность изобретения: устр-во является стабилизатором тока или напряжения. В него введен узел индикации на транзисторе, коллектор которого использован в качестве вывода индикации. Благодаря этому узлу не может быть ошибки в определении режима работы устр ва. Надежность повышается. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социилистинеских

РЕСПУБЛИК (sl)s G 05 F 1/569

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТFH1HOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОгllATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4928688/07 (22) 17.04.91 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Московский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) В.Г. Павлов и А.Г. Трунов (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1365066, кл. G 05 F 1/569, 1988, Авторское свидетельство СССР

N" 1590988, кл. G 05 F 1/569. 1990.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоаппаратуры.

Известен вторичный источник питания с защитой ат перегрузки по току и короткого замыкания, в котором проходной транзистор регулирующего элемента подключен коллектором к выходному выводу. Это позволяет уменьшить падение, напряжения, а, следовательно, и мощность рассеивания на регулирующем элементе, поскольку не требуется дополнительного. напряжения для создания базового тока проходного транзистора, так как базовый ток проходного транзистора течет из общей шины, а не из входного вывода. °

Недостатком такого устройства является недостаточно высокий коэффициент полезного действия из-за значительного рассеивания мощности на датчике тока, а также нестабильный порог защиты от перегрузки по току и короткого замыкания, который задается база-эмиттерным переходом транзистора узла защиты, что приводит к снижению надежности вторичного источника питания.

Наиболее близким к изобретению является вторичный источник питания, содержа„„Я2 „„1791802 А 1 (54) ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Использование: для электропитания радиоаппаратуры, Сущность изобретения: устр-во является стабилизатором тока или напряжения, В него введен узел индикации на транзисторе, коллектор которого использован в качестве вывода индикации. Благодаря этому узлу не может быть а ибки в определении режима рабаты устр ва. Надежность повышается. 1 ил. щий регулирующий элемент на составном транзисторе, включенный в силовую шину, коллектором к выходному выводу, а базой— к коллектору выходного транзистора узла обратной связи, включающего в себя делитель выходного напряжения, источник опорного напряжения и операционный усилитель, токозадающий двухполюсник, BbllloIIHeHHblA на транзисторе с резистором в эмиттерной цепи и включенный между входным выводом и управляющей цепью регулирующего элемента. Управляющий вход токозадающего двухпол юсника, подключен к выходу генератора тока и через элемент смещения на последовательно соединенных резисторе и диоде подключен к входному выводу. Кроме того, узел обратной связи включает в себя также масштабный резистор, фиксирующий диод и буферный резистор, при этом масштабирующий резистор включен между общей шиной и эмиттером выходного транзистора узла обратной связи, а база этого транзистора подключена к источнику опорного напряжения и выходу операционного усилителя соответственно через фиксирующий диод и буферный резистор, а эмиттер составного транзистора регулирующего элемента подключен к общему

1?91802 составного транзистора регулирующего элемента подключен к общему выводу рези- 50

55 выводу резистора и диода элемента смещения.

Прототип имеет повышенный коэффициент полезного действия, а также более высокую надежность за счет увеличения стабильности порога защиты от перегрузки по току. Недостатком его являются ограниченные функциональные возмо>кности изза отсутствия отображения его состояния режима стабилизации напряжения или режима стабилизации тока. В результате режим стабилизации тока, например, при перегрузке исто. ника по току может быть ошибочно принят за его неисправность, поскольку в этйм режиме напряжение на выходе источника оказывается ниже номинального значения.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения индикации режима работы.

Поставленная цель достигается тем, что во.вторичный источник питания, содержаО щий регулирующий элемент на составном транзисторе, включенный в силовую шину. коллектором к выходному выводу. а базой— к коллектору выходного транзистора узла обратной связи, включающего в себя дели тель выходного напряжения, источник опорного напряжения и операционный уси литель, токозадающий двухполюсник, в.iполненный на транзисторе в эмиттернои цепи и включенный между входным выводом и управляющей цепью регулирующего элемента, управляющий вход токозадающего двухполюсника подключен к выходу генератора тока и через элемент смещения на последовательно соединенных резисторе и диоде подключен к входному выводу, кроме того узел обратной связи включает в себя ак>ке масштабирующий резигтор, фиксирующий диод и буферный резистор, при этом масштабирующий резистор включен ме>кду общей шиной и эмиттером выходного транзистора узла обратной связи, а база этого транзистора подключена к источнику опорного напряжения и выходу операционного усилителя соответственно через фиксирующий диод и буферный резистор, а эмиттер стора регулирующего элемента подключен к общему выводу резистора и диода элемента смещения, введен узел индикации на транзисторе, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор использован в качестве вывода индикации, причем в качестве фиксирующего диода использован переход база-амиттер транзистора, проводимость которого противоположна проводимости транзисторе узла индикации

Г

45 и коллектор которого соединен с базой транзистора узла индикации.

Электрическая схема предлагаемого устройства представлена на чертеже, Вторичный источник питания содержит регулирующий элемент 1 на составном транзисторе, включенный в силовую шину коллектором к выходному выводу 2, а базой — к коллектору выходного транзистора 3 узла 4 обратной связи, включающего в себя делитель 5 выходного напряжения, источни, 6 опорного напряжения и операцион н ы и усилитель 7, токозадающий двухполюсник 8, выполненный на транзисторе 9 с резистором 10 в эмиттерной цепи и включенный между входным выводом 11 и управляющей цепью регулирующего элемента 1, управляющий вход токозадающего двухполюсника 8 подключен к выходу генератора 12 тока и через элемент 13 смещения, выполненный на последовательно обе соединенных резисторе 14 и диоде 15, подкл очен к входному выводу 11. Узел 4 обратной связи также включает в себя масштабирующий резистор 16, дополнительный транзистор 17, переход эмиттербаза которого выполняет функцию фиксирующего диода, и буферный резистор

18, при этом масштабирующий резистор 16 включен между общей шиной 19 и эмиттером выходного транзистора 3 узла 4 обратной связи, база которого подключена к источнику 6 опорного напряжения и выходу операционного усилителя 7, соответственно через переход эмиттер-база дополнительного транзистора 17 и буферный резистор 18, эмиттер составного транзистора регулирующего элемента 1 подключен к общему выводу резистора 14 и диода 15 элемента 13 смещения, коллектор дополни.-:;ьного транзистора 17 соединен с базой тр нзистора 20 узла 21 отобра>кения состояния вторичного источника питания, эмиттер которого соединен с общей шиной 19, а коллектор использова, в качестве информационного выхода 22 отображения состояния вторичного источника питания.

Вторичный источник питания работает следующим образом, При подаче питающего напряжения транзисторы регулирующего элемента 1 открываются коллекторным током выходного транзистора 3 узла 4 обратной связи. С помощыю узла 4 обратной связи-напряжение на выходном выводе 2 относительно общей шине 19 устанавливается равным номинальному значению и стаоилизируется. В результате сравнения напряжения на выходном выводе 2 через делитель 5 выходного напряжения с опорным напряжением

1791802

".0

;г

)0, 1

55 источника 6, операционный qñилитель 7 вырабатывает такое напряжение, которое требуется для обеспечения стабилизации напряжения на выводе 2.

Через элемен; 13 смещения протекает небольшой по величине ток, задаваемый генератором 12 тока. Через резистор 14 элемента 13 смещения протекает ток нагрузки вторичного источника питания. Величина тока генератора 12 выбирается много меньше величины тока нагрузки. Поэтому можно считать, что падение напряжения на резисторе 14 элемента 13 смещения определяется только током нагрузки.

Напряжение на элементе 13 смещения прикладывается к управляющему входу динамической нагрузки (токозадающий двухполюсник 8). Падение напряжения нэ переходе база-эмиттер транзистора 9 динамической нагрузки равно паде Ivlo напряжения на диоде 15 элемента 13 смещения.

В результате падение напряжения на резисторе 10 динамической нагрузки оказь1ваетс я равным и а д е1., 1а напряжения н а резисторе 14 элемента 13 смещения, т.е. падение напряжения на резисторе 10 дина мической нагрузки также апределяетс;; только токам нагрузки. хотя через резисто, 10 протекает эмиттерный ток транзистора 9 который практически можно считать раь ным коллекторному току этого транзи "тора.

Регулирующий элемент 1 необходимо выполнять на таком количес1ве транзисто рот1,:: абы его управляющий базовый ток был много меньше коллекторнаго тока транзистора 9 динамической нагрузки. При выполнении этого условия можно считать, что коллекторный ток транзистора 9 равен коллекторному току выходного транзистора 3 узла 4 обратной связи, т.е. его эмиттернаму току. Величина же эмиттерного тока выходного транзистора 3 определяется напряжением на его базе. которое поступает с выхода операционного усилителя 7, и сопротивлением масштабирующега резистора 16. Таким образом, в источнике питания имеет место жесткая связь между выходным током нагрузки и падением напряжения на масштабирующем резисторе 16, С увеличением тока нагрузки вторичного источника питания напряжение на масштабирующем резисторе 16 будет увеличиваться. При достижении падения напряжения на масштабирующем резисторе

16 напряжения источника 6 отпирается дополнительный транзистор 17 и дальнейший рост напряжения на мэсшптабирующем резисторе 16 прекращается, что означает прекращение увеличения выходного тока регулирующего элемента 1 и переход вто ричного источника питания в режим стабилизации тока, В отличие от прототипа в описываемом источнике питания функцию фиксирующего диода выполняет переход эмиттер-база дополнительного транзистора 17, который, отпираясь в момент перехода источника питания из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока, не только поекращэет рост напряжения на масштабирующем резисторе 16, но и своим коллекторным током отпирает до насыщения транзистор 20 узла 21 отображения состояния вторичного источника питания, Коллектор транзистора 20 и является информационным выходом отображения состояния вторичного источника питания 22, Таким образом, происходит не только

ЗаГЦИта ВТОРИЧНОГО ИСтОЧНИКа ПИта 1ИЯ Ч перегрузки по току или короткого замыкания на выходе, но и достоверная индикация режима его работы, Техническая эффективнот гь изобретения заключается в расши ении функциааЛЬНЫХ ВОЗМажНОС тн1" 1 ОИЧН аГа лстачника пи-: ния, Ист1от1ьз;.с: ние изобреения позвалчет получать с . ктивную инт ормэцию а ре:киме раб ь. вторичного ис, ",ника ic ãàíèÿ, 1равильно оценивать его сос оя;ие, -:то повышает надежность э -,-м го в. ричного н-.очника питания, тэ1 и устройс тР д IR и 11эния катГ)рых Он . ольз E > ся

Фор,,л забрете ия

HT«.,- " ый: 1очник питания, содержаций регул...эующи1 э;емент на составном рэнзисторе, включенный в силовую шину, коллектором к выходному выводу, а базойк коллектору выходного транзистора узла обратной связи, включающего в себя делитель выходного напряжения, исто ник опорного напряжения и опепэционный усилитель, токозадающий двухполюсник, ЯЫПо.- 1ЕННЫй На тРаНЗИСтОРЕ С РЕЗИ Ст:РОМ в э 1ттернай цепи и включеHHbli . ежду вхсдным выводом и управляющей цепью регулирующего элемента, управляющий вход токозэдэю:,его двухполюсника подключен к выходу генсратора тока и через элемент смещения на последовательно соединенных резисторе и диоде подключен к входному выводу, кроме того, узел обратной связи включает в себя также масштэбирующий резистор, фиксирующий диод и буферный резистар, при этом масштэбирующий резистор включен между общей шина," и змиттером выходного транзистор; узл братнай связи, а база этого транзи тора, nrl; ключена к источнику опорного напряжения

1791802

1!!

Составитель В.Павлов

Техред M,Моргентал Корректор Н.Бучок

Редактор

Заказ 151 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и выходу операционного усилителя соответственно через фиксирующий диод и буфер ный резистор, а змиттер составного транзистора регулирующего элемента подключен к общему выводу резистора и диода элемента смещения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения индикации режима работы, в него введен узел индикации на транзисторе, змиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор использован в качесгее вывода индикации, причем в качестве фиксирующего диода использован переход

5 эмиттер-база транзистора, проводимость которого противоположна проводимости транзистора узла индикации и коллектор которого соединен с базой транзистора узла индикации, ï

1 ( (! !