Стабилизатор постоянного напряжения

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25.01.78 (21) 2573704/24-07 с присоединением заявки J4 (23.) П риорнтет

Опубликовано 15.11.80. Бюллетень М 42

Соиэз Советских

Социалистических республик

< >779989

3 (5l)M. Кл.

G Об F 1/58

9Ъсударотванный камитвт

СССР ао делан изобретений к отхрьпнй (5З) УДК 621.316. .722. 1 (088.8) Дата опубликования описания 15.11.80 (72) Автор

- изобретения

Г. В. Кожуховский (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, средств связи, вычислительной и измерительной техники.

Известен стабилизатор постоянногонапряжения, содержащий регулирующий элемент на . составном транзисторе и элемент защиты, выполненный в виде триггера на транзисторах разного типа проводимости (1).

Однако применение известного устройства прн регулировках выходного напряжения приводит к изменению порога срабатывания элемента защиты.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную шину составной регулирующий элемент на транзисторах разного типа проводимости, управляющей 2е цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного c,âûõîäîì ,сравнивающего блока, входы которого подклю. чены к выходам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, входами подключенных к соответствующим выходным выводам, и элемент зашиты, выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости, причем эмнттер первого транзистора соединен с выходным выводом стабилизатора, а база соединена с эмнттером согласующего транзистора регулирующего элемента и коллектором входного транзистора элемента защиты, база которого соединена через пусковой элемент с входным выводом стабилизатора, а эмиттер— через ограничивающие резисторы — с обшей шиной стабилизатора 12).

Недостатком его является то, что при работе стабилизатора и его регулировке выходного напряжения будет меняться напряжение на эмиттере второго транзистора элемента защиты, а это приведет к изменению тока через ограничивающие резисторы и изменению порога срабатывания элемента защиты.

Целью изобретения является стабилизация порога срабатывания элемента зашиты при регулировке выходного напряжения и увелнче нне быстродействия защиты.

779)89

10

1S gy 10 т g +

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения коллек. тор первого транзистора элемента защиты соединен с общей шиной стабилизатора через введенную цепочку последовательно соединейных гасящего резистора и стабилитрона, к точке соединения кЬторых, подключена база второго транзистора элемента защиты, кроме того, стабилитрон и ограничивающие резисторы под ключены к обалдей шине стабилизатора через дополнительный источник питания, и параллель но стабилитрону подключен резистор.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения с неполной регулировкой выходного напряжения; на фиг. 2 представлена схема стабилизатора постоянного напряжения с регулировкой выходного напряжения от нуля.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на силовом транзисторе 2, эмиттером подключенном к входному, а коллектором к выходному выводу стабилизатора, и согласующем транзисторе 3, коллектором подключенном к базе силового транзистора 2, а базой к выходу усилителя постоянного тока 4, входом соединенного с выходом сравнивающего блока

5, выводы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения 6 и источника опорного напряжения 7, входами подключенные к соответствующим выходным выводам и элемент защиты 8, выполненный на двух транзисторах 9, 10. Эмиттер транзистора 9 соединен с выходным выводом, база — с. эмиттером согласующего транзистора 3, а коллектор через гасящий резистор 11 подключен к базе транзистора 10, полупроводниковому стабилитрону

12 и пусковому элементу 13, соединенному вто; рым выводом с входом стабилизатора. Эмиттер транзистора 10 подключен к соединенным последовательно ограничиваюшим резисторам 14 и 15, вторым выводом резистор 15 соединяется с полупроводниковым стабилитроном 12, эта точка соединения подключается к общей шине стабилизатора непосредственно или через дополнительный источник питания 16 (см. фиг. 2),, а параллельно стабилитрону 12 подключен резистор 17.

Стабилизатор работает следующим образом.

После подачи на вход стабилизатора напря жения оно через пусковой элемент 13 поступает на базу транзистора 10 и открывает его.

В результате открывается регулирующий элемент 1 и HR выходе стабилизатора появляется напряжение, которое возрастает до тех пор пока напряжение на выходе стабилизатора не станет больше, чем на эмиттере согласующего транзистора 3, т. е. база транзистора 9 элемента защиты 8 и транзистор.9 откроется и своим переходом база — эмиттер замкнет пель отри-.

ЗО

55 цательной обратной связи усилителя постоянного тока 4, после чего рост выходного напряжения прекратится, а ток коллектора транзистора

9 через гасящий резистор поступит на полупроводниковый стабилитрон 12, который будет стабилизировать напряжение на базе транзистора 10. Транзистор 10 является регулирующим элементом стабилизатора тока с источником эталонного напряжения на стабилитроне 12 в цепи базы, ограничивающими резисторами 14, 15 и гасящим резистором 11, следовательно, ток коллектора транзистора 10 (3<>Äz) будет стабилизирован, и не будет зависеть от величины выходного напряжения стабилизатора, а так как . где . 3 „— ток эмиттера согласующего транзистора 3: у — ток базы транзистора 9, то увеличение тока эмиттера транзистора 3 при увеличении нагрузки или коротком замыканий до величины: приведет к закрыванию транзистора 9, так как ток базы этого транзистора уменьшится до О, а закрывание транзистора 9 приведет к закрытию транзистора 10, и к уменьшению тока эмиттера транзистора 3 и закрыванию регулирующего элемента 1, т. е. сработает элемент защиты. Следовательно величина тока эмиттера согласующего транзистора 3, при котором срабатывает элемент защиты 8 не зависит от величины выходного напряжения.

Ток коллектора транзистора 10 будет стабилиэирован если . вых + стд

1L > где: Овых — напряжение на выходе стабилизатора;

U д — напряжение стабилизации стабилидn трона 12, следовательно, для обеспечения регулировки выходного напряжения от 0 стабилитрон 12 и резистор 15 подключаются к общей шине стабилизатора через дополнительный источник питания 16, причем:

> Ц выхэ -стд 1 где . 0вых э — выходное напряжение дополнительного источника питания 16.

При работе стабилизатора транзистор 9 находится в состоянии насьпцения, а транзистор

10 в активном режиме. Следовательно при закрывании элемента защиты иэ режима насыщения выходит только один транзистор, поэто. му быстродействие защиты повышается.

После закрывания транзистора 9 напряжение на стабилитроне 12 падает до 0 и в результате дифференциальное сопротивление стабилитрона резко возрастает, что увеличивает сопротивление, s 1ц1е п и б6ааз3 ы 1 тТрра нНз3и с тоорра 1100, т. е. увеличивает

5 77998 ток через закрытый транзистор 10, и следовательно увеличивает выходной ток стабилизатора после срабатывания защиты. Для уменьшения сопротивления в цепи базы транзистора 10 после срабатывания защиты параллельно стабилитрону 12 подключен резистор 17.

Сравнительные испытания показали, что стабилизация порога срабатывания защиты позволяет в 3,5 раза уменьшить зависимость порога от выходного напряжения, а при стабилизации напряжения коллектор — эмиттер регулирующих транзисторов -- в 90 раз.

Кроме того, подключение элемента защиты к общей шине стабилизатора через дополнительный источник, позволяет увеличить диапазон 1З выходного напряжения, при котором действует стабилизация порога защиты, 1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержаший последовательно включенный в выходную шину составной регулирующий элемент на транзисторах разного типа проводимости, 25 управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делителя вы ходного напряжения и источника опорного напряжения, входами подключенные к соответствующим выходным выводам, и элемент защиты, выполненный на двух транзисторах раэ, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3О 1 . Авторское свидетельство СССР по заявке

У 241 6083, кл. G 05 F 1/58, 1976.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2547009, кл G 0Б F 1/58, 1977Формула изобретения ного типа проводимости, причем эмиттер первого транзистора соединен с выходным выводов стабилизатора, а база соединена с эмиттером согласующего транзистора регулирующего элемента и коллектором второго транзистора элемента зашиты, база которого соединена через пусковой элемент с входным выводом стабилизатора, а эмиттер через ограничиваюшие резисторы с общей шиной стабилизатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью стабилизации порога срабатывания элемента зашиты при регулировке выходного напряжения и увеличения быстродействия защиты, коллектор перво

ro транзистора элемента защиты соединен с общей шиной стабилизатора через введенную цело ку последовательно соединенных гасящего резистора и стабилитрона, к точке сеодинения которых подключена база второго транзистора элемента защиты.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что параллельно стабилитрону подключен резистор.

3. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в него введен дополнительный источник питания через который стабилитрон и резисторы подключены к общей шине.

779989

Составитель . С. Горбачева

Техред М, Гопника Корректор E. Папп

Редактор Н. Коляда

Г1ПП "Патент"; г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Закаэ 9324/14 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

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