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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке стабилизаторов постоянного напряжения с защитой. Известен соабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный в-силовую цепь и соединенный управляйщим выводом с токостабилизирующим транзисторным . каскадом и усилителем обратной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный во входной части силовой цепи, защитный диод, сое диненный с транзистором токостабилизирующего каскада, а также с датчиком тока нагрузки и входом регулирую щего элемента ij Недостатком этого стабилизатора постоянного напряжения является ограничение тока регулирующего.элемента при коротком замыкании в нагруаке на уровне, более чем в два раза превышающем номинальный ток нагрузки. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор постоянного напря жения, содержащий регулирующий элемент, включенный в силовую цепь и со диненный управляющим выводом с выходами токостабилизирующего транзистор ного каскада и усилителя обратной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входнь выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединен ный эмиттером с эмиттером транзистором токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь - с датчиком тока нагрузк.и и входом регулирующего элемента. Этот стабили-, .затор ограничивает ток регулирующего элемента при коротком замыкании в нагрузке .на уровне ниже номинального тока нагрузки, так как рабочий режим элементов защиты обеспечивается задающей цепью, связанной с входн1л« напряжением, а не замечет тока корот кого замыкания.2. Недостатком стабилизатора является то, что величина мощности рассеяния зависит от величины тока коро кого замыкания, которая определяется рабочей точкой защитного транзистора, положение которой изменяется при колебаниях входного напряжения. Цель изобретения - минимизация мощности рассеяния и уменьшение иэк|енения величины тока в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводе с выходами тоАостабилизирующего транзисторного каскада и усилителя обрат ной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входным выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента, введен дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к цепи смещения усилителя обратной связи, коллектор - к базе защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе дополнительного транзистора и через элемент с нелинейной характеристикой - к общей шине. На чертеже представлена схема стабилиэатора постоянного напряжения. Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами ток9стабилизйрующёго транзисторного каскада 2 и усилителя обратной связи 3 с цепью смещения 4, датчик тс ка нагрузки 5, включённый во входной части силовой цепи, защитный транэистор 6, соединенный эмиттерсм с транзисторе токостабилизирующего каскада 2, а базой через задающую цепь 7, например, резистивную, с датчиком тока нагрузки 5 и входом регулирующего элемента 1, дополнительный транзистор 8, коллектор,эмиттерный переход которого подключен одним выводом к цепи смещения 4, другим к базе защитного транзистора 6, коллектор которого подключен к управляющему выводу дополнительного транзистора 8 и через элемент с нелинейной характеристикой 9 - к общей шине. Регулирующий элемент 1 может быть выполнен как одиночньзм, так и составным по схеме Дарлингтона или по схеме с дополнительной симметрией. В качестве элемента 9 с нелинейной характеристикой может быть, использован стабилитрон, диод, стабистор, транэистор или любой другой элемент, характеристика которого имеет Г-образиый излом при изменении тока через него. Стабилизатор работает следукицим образом. В рабочем состоянии, когда отсут- ствует короткое замыкание в нагрузке, падение напряжения иа датчике 5 невелико, и защитный транзистор 6 заперт, схема защиты отключена. При нагрузке по току (вплоть до короткого замыкания увеличивается напряжение на датчике тока 5, открывается защитный транзистор б,.и дополнителышй транэистор 8, при этом токостабилизирующий каскад 2, усилитель обратной связи 3 и регулирующий элемент 1 переходцят в режим, бли кий к отсечке. Стабилизатор напряжения закрывается, ограничивая выходно напряжение в ток нагрузки на низком уровне. Таким образом, происходит защита регулирующего элемента как . от перегрузки по току, по мощности рассеяния. Возврат стабилизатора:постоянного напряжения в рабочее состояние происходит автоматически, когда устраня ется короткое захвжание в нагрузке. Пу этом увеличивашцееся выходное напряжение за счет остаточного тока короткого замыкания регулирующего элемента 1 прижздит к включению усилителя обратной связи 3 и соответствующему включению дополнитель ного транзистора 8, который, выключая транзистор защиты 6, включает токостабилизирующий транзисторный каскад 2 и регулирующий элемент 1. Стабилиз 1т;ор постоявйогр- напряжения переходит в исходное состсмние. Рабочая точка защитного транзистора 6 определяется элементсяк 9 с нелинейной характеристикой, Дополнитель,ньм транзистором 8 и цепью смещения обеспечивающих постоянство падения напряжения на задающей цепи 7, за 1счет стабилизации тока через нее. Дополнительный транзистор 8 с задакнцей цепью 7 и защитным транзисторам б образует Контур источника неиэменного тока через элемент 9 с нелинейной характеристикой, что обеспечивает еще большую стабильность рабочей точки защитного транзистора б при значительных колебаниях питающего напряжения. Таким образом, введение дополнительного транзистора 8 и элемента 9 с нелинейной характеристикой, обеспечивает стабилизацию положения рабочей точки зшдитного транзистора б, и соответственно, уменьшает изменение тока регулирующего элемента 1 в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения. Выбором (Минимального значения этого тока, обеспечивается минимизация мощности рассеяния на регулирующем элементе 1 и в стабилизаторе постоянного Напряжения в целом.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент/ включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирукнцего транзисторного каскада и усилителя обратной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входным выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь - с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента, о тличающийся тем, что, с целью минимизации мощности рассеяния и уменьшения изменения величины тока в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения, в него введен дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к цепи смещения усилителя обратной связи, коллектор - к базе защитного С транзистора, коллектор которого подф ключен к базе дополнительного тран(Л зистора и через элемент с нелинейной характеристикой - к общей шине.