Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к стабилизаторам напряжения для питания ради электронной аппаратуры. Известен стабилизатор напряжения содержащий регулирующий траизпстор, согласующий транзистор противополож ного типа проводимости, эмиттер кот рого подключен к общей шине, а коллектор - к базе регулирующего Транзистора, блок обратной связи, вход которого подключен к выходу стабилизатора, а выход - к базе согласую щего транзистора, генератор импуль.сов, выход которого подключен к баз согласующего транзистора, а ход к выходу узла запуска генератора 1 Недостатком стабилизатора являет ся отсутствие чувствительности к со тоянию нагрузки, что приводит к импульсным перегрузкам стабилизатора напряжения в момент включения при наличии в выходной цепи перегрузки или короткого замыкания. Наиболее близким к изобретению является стабилизатор напряжения, содержайщй регулирующий транзистор, .согласующий транзистор противополож ного типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор - к базе регулирующего транзистора, блок обратной связи, вход которого подключен к выходу стабилизатора, а выход - к базе согласующего транзистора, генератор импульсов, выход которого подключен к базе согласующего транзистора, ко паратор, пусковую цепь, подключенну параллельно регулирующему транзистору, состоящую из последовательно соединенных резистора и стабилитрона 2. Недостатком известного стабилизатора является то, что для работы регулирующего транзистора всегда необходимо обеспечить определенный минимум коллекторного тока, а использование таких стабилизаторов напряжения в аппаратуре, где возможен режим холостого хода, приводит к тому, что стабилизатор необходимо дополнительно подгружать балластным сопротивлением, что соответствует снижению КПД. В противном случае на выходе стабилизатора будет завышенное напряжение, что может послу-жить причиной выхода из строя подключенных элементов нагрузки, например микросхем, не допускающих даже кратковременного превьаиения питающего напряжения. Кроме того, работающий в режиме холостого хода стабилизатор напряжения потребляет электроэнергию, что делает его экономически менее выгодным, особенно в тех устройствах контрольно-измери тельной аппаратуры, где производится периодическое отклонение нагрузки. Целью изобретения является повышение надежности за счет предотвращения повышениянапряжения в момент запуска. Цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, согласующий транзистор противоположного типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор-- к базе регулирующего транзистора,- блок обратной связи, вход которого подключен к выходу стабилизатора, а выход - к базе, согласующего транзистора, генератор имтульсов, выход которого подключен к базе согласующего транзистора, компаратор, пусковую цепь, подключенную параллельно регулирующему транзистору, состоящую из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, введены дополнительный компаратор и элемент совпадения с задержкой по первому входу, причем выход элемента совпадения подключен к входу генератора импульсов , его первый вход подключен к выходу первого компаратора, второй вход, подключен к выходу дополнительного компаратора, вход которого подключен к выходу стабилизатора напряжения , На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока. .Стабилизатор напряжения содержит регулирующий транзистор 1 с нагрузкой в цепи коллектора, соединенный с блоком 2 обратной связи через согласующий транзистор 3. К базе транзистора 3 подключен выход генератора 4 импульсов, вход которого подключен через элемент 5 совпадения к выходам компараторов 6 и 7, подключенных к выходу стабилизатора. Пусковая цепь 8, состоящая из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, подключена между потенциальными входной и выходной шинами стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения постоянного тока в режиме стабилизации работает аналогично всем известным модификациям, использующим регулирующий транзистор с нагрузкой в цепи коллектора. Узел запуска, компаратор, узел совпадения и генератор импульсов при этом на его работу не влияют с В начальный момент времени при включении стабилизатора регулирующий транзистор 1 закрыт и полное входное напряжение оказывается приложенным к его коллекторно-эмиттерному переходу. При этом включается стабилитрон пусковой цепи 8 и по цепи нагрузки протекает ток, создающий падение напряжения, величина которого зависит от парагЗетров нагрузки. При

номинальной нагрузке на входы элемента L совпадения поступают с выхода двухпорогового компаратора бис выхода компаратора 7 раэреьаающие потенциалы. С выхода элемента 5 совпадения поступает сигнал на вход генератора 4 импульсов, который и производит запуск стабилизатора напряжения. В случае, когда в цепи нагрузки имеется обрыв или когда нагрузка не подключена, на выходе стабилизатора установится потенциал, определяемый параметрами пусковой цепи 8 и эквивалентного сопротивлени входных цепей компараторов 6 и 7 и блока 2 обратной связи. Порог срабатывания компаратора 7 устанавливается таким, чтобы при отсутствии нагрузки на его выходе появился запрещающий потенциал. В этом случае исключается запуск генератора 4 импульсов и стабилизатора напряжения. Так как напряжение на выходе стабилизатора в начальный момент возрастает до установившегося значения за определенное конечное время, зависящее от параметров стабилизатора (а при подключенной нагрузке зависящее и от ее параметров), в частности от емкостной составляющей его нагрузочных элементов, то в определенный промежуток времени переходного процесса с выхода компаратора 6 и с выхода компаратора 7 на выходы элемента 5 совпадения поступит разрешающий потенциал, который произведет запуск генератора 4 импульсов и стабилизатора напряжения в целом. Чтобы этого не произошло до полного определения состояния нагрузки ком-, параторйми б и7, первый вход А элемента 5 совпадения содержит элемент задержки, время задержки которой устанавливается несколько больше времени нарастания выходного напряжения. Таким образом, наличие (или отсутствие) запускающего сигнала с выхода элемента 5 совпадения, поступающего на вход генератора 4 импульсов , возможно только лишь по окончании переходного процесса, т.е. только тогда, когда напряжение, определяемое цепью 8 и параметрами

0 нагрузочных элементов, на выходе стабилизатора достигнет установившегося значения.. Порог срабатывания компараторов устанавливается таким, чтобы при наличии перегрузки на его выходе

5 появился запрещающий потенциал.

Питание компараторов и генератора импульсов может быть осуществлено как от параметрического стабилизатора, включенного во входную цепь, так и от дополнительного источника,

0 если такой имеется в аппаратуре.

Предлагаемый стабилизатор напряжения постоянного тока может быть эффективно использован, при введении

5 в него чувствительной схемы защиты, не только в качестве стабилизированного источника питания, но и как устройство контроля потребляемого минимального и максимального тока, так

0 как включение стабилизатора напряжения, используемого в качестве источника питания проверяемых узлов радиоаппаратуры в контрольно-измерительных устройствах, возможно только при

5 номинальной нагрузке в цепи питания проверяемого узла. Для определения характера неисправности в цепи нагрузки могут быть использованы компа раторы напряжения, первый из которых

0 имеет запрещающий потенциал при перегрузке, а второй - при недогрузке.

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ИОСТияННОГО ТОКА, содержащий регулирующий транзистор, согласующий тран эистор противоположного типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей тине, а коллектор - к базе регулирующего транзистора, блок обратной связи, вход которого подключен к выходу стабилизатора, а выход - к базе согласующего транзистора, генератор импульсов, выход которого подключен к базе согласующего транзистора, компаратор, пусковую цепь, подключенную параллельно регулирующему транзистору и состоящую из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет предотвращения повышения напряжения в момент запуска, в него введены дополнительный компаратор и элемент совпадения с задержкой по первому входу, причем выход элемента совпадения подключен к входу генератора импульсов, его первый вход подключен к выходу первого компаратора, второй вход под-g ключей к выходу дополнительного ком(Л паратора, вход которого подключен к выходу стабилизатора напряжения. со о 00