Транзисторный стабилизатор напряжения с защитой Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

J

ЭО Изобретение относится стабилизиро ванным источником питания. Известны транзисторные стабилизаторы напряжения, содержащие силовой регулирующий транзистор, управляемый блоком управления, соединенный с датчиком напряжения, и блок защиты, который при возникновении перегрузки по току, воздействуя на блок управления, закрывает регулируимдий транзистор 1. Для нормального функционирования этих стабилизаторов на их выходе обычно устанавливается конденсатор выходного фильтра для сглаживания пульсации выходного напряжения. Обыч ный диапазон значений емкости этого конденсатора от десятков до тысяч микрофарад. Однако в ряде случаев нагрузка (устройства, напитываемые от стабилизатора)накладывает ограничения на время срабатывания защиты и на энергию заряда, накопленную в конденсаторе выходного фильтра при возникновении аварийных ситуаций в нагрузке (устройствах). При уменьшеНИИ емкости конденсатора выходного фильтра до минимума эти стабилизаторы не обеспечивают надежной защиты при случайном коротком за1 1ыкаиии на выходных клеммах, если входное напря жение равно или больше напряжения, при котором может возникнуть вторичный токовый пробой регулирующего транзистора. Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий элемент, датчик выходного напряжения, выход которого подклю чен к блоку управления регулирукнцим элементом, блок защиты, выход которо го подключен к блоку управления 2 Недостатком стабилизатора является сложность и низкая надежность его электромеханических исполнительных устройств (реле), Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения защиты регулируемого транзистора от вторичного токового пробоя и упрощение устройства, Поставленная цель достигается тем что в транзисторный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регули рующий элемент, датчик выходного напряжения, выход которого подключен к блоку управления регулирующим элементом, блок защиты, выход которого подключен к блоку управления, введен элемент задержки, состоящий из последовательно включенных двух резисторов, один из которых шунтирован диодом, и конденсатора, причем точка соединения резисторов подключена к выходу регулируккцего элемента, дру гой вывод второго резистора подключей к выходному положительному выводу, а конденсатор присоединен к минусовой шине. Полярность включения диода в элементе задержки зависит от полярности выходного напряжения стРбилизатора. На чертеже представлена схема транзисторного стабилизатора постоянного напряжения с защитой. Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, элемент 2 задержки, включающий в себя резисторы 3 и 4 и цепочку из диода 5 и конденсатора 6, датчик 7 выходного напряжения, выходную клемму 8, блок 9 управления, блок 10 защиты и входную клемму 11. Входная влемма 11 соединена с эмиттером (коллектором) регулирующего транзистора 1, коллектор (эмиттер) которого подключен к элементу 2 задержки, подключенному к выходу 8 стабилизатора, с которым соединен датчик 7 выходного напряжения, соединенный с входом блок 9 управления, выход которой подключен к базе регулирующего транзистора 1. Выход блока 10 защиты соединен с выходом аварийного выключения блока 5 управления. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме блок 9 управления поддерживает постоянным выходное напряжение на выходе стабилизатора. Информация о величине выходного напряжения на блок 9 управления поступает с датчика 7 выходного напряжения. Элемент 2 задержки при нормальном режиме аботы стабилизатора влияния на его работу не оказывает, поскольку у резистора 4 сопротивление достаточно мало, а конденсатор 6 отключен от выходной цепи довольно большим значением динамического сопротивления диода 5 при нулевом прямом напряжении, так как конденсатор б заряжен через резистор 3 до значения напряжения на выходе регулирующего транзистора 1. При плавном увеличении тока на нагрузке стабилизатора блок 10 защиты, получая информацию о перегрузке стабилизатора, воздействует на блок 9 управления, который в свою очередь регулирует регулирующий транзистор 1 таким образом, чтобы не были превышены значения предельно допустимых параметров регулирующего транзистора 1,, и P,f где максимально допустилмй ток коллектора транзистора; Р,,,- максимально допустимая мощность рассеивания транзистора. При превышении любого из этих параметров блок 10 защиты, воздействуя на блок 9 управления, закрывает регулирующий транзистор 1. в этом режиме, элемент 2 задержки также не влияет на работу стабилизатора. При возрастании тока нагрузки стабилизатора скачком, при коротком замыкании выхода стабилизатора, напряжение на выходной клемме 8 стабилизатора умен шается скачком. Одновременно начинае уменьшаться напряжение на выходе регулирующего транзистора 1, а так как в силу инерционных свойств схемы 10 защиты и блока 9 управления регулируквдий транзистор 1 не закрыт, то ток через него начинает возрастать. Уменьшенное напряжение на выхрде регулирующего транзистора 1 открывает диод 5, и от конденсатора 6 через резистор 4 дополнительно течет на выход стабилизатора ток разряда конденсатора б. Этот ток в течение короткого времени обеспечивает падение напряжения на резисторе 4, равное напряжению на выхсде регулирующего транзистора до перегрузки минус значение пгщения напряжения на прямосме щенном диоде 5. Это напряжение на время срабатывания защиты приложено к выходу регулирующего транзистора 1, Вследствие этого значение тока через регулирующий транзистор 1 и напряжение на нем увеличиваются незначительно и транзистор не входит в режим вторичного токового пробоя. Через некоторое время блок 9 управления закрывает регулирующий транзистор 1, конденсатор 6 разряжается через резистор 4 и ток на выходе стабилизатора падает до нуля. Стабилизатор выключается. Использование элемента задержки в схеме стабилизатора позволяет исключить вторичный токовый пробой регулирующего транзистора, а в стаби)лизаторах с защитой дополнительными ключевыми элементами в силовых шинах исключить ключевые элементы, возложив их функцию на регулирующий транзистор, что упрсхцает стабилизатор.

ТРАНЗИСТОРНШ СТАВИга ЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ,содержа1ций регулирующий элемент, датчик выходного напряжения, выход которого подключен к блоку управления регулирующим элементом, блок згициты, выход которого подключен к блоку управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения стабилизатора, в.него введен элемент задержки, состошдий из последовательно включенных двух резисторов один из которых шунтирован диодом, и конденсатора, причем точка соединения резисторов подключена к выходу регулирующего элемента, другой вывод второго резистора подключен к выходному положительному выводу, а конденсатор присоединен к минусовой шине.