Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в одну из питающих щин регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу усилителя постоянного тока, один вход которого подсоединен к выходному выводу стабилизатора, непосредственно, а второй - к противоположному через источник опорного напряжения, блок защиты, состоящий из резистивного датчика, защунтированного эмиттер-базовым переходом первого транзистора, коллектор которого через резистивный делитель, совместно с эмиттером второго транзистора защиты, база которого подключена к средней точке делителя, соединен с общей щиной стабилизатора, а коллектор второго транзистора подключен к базе регулирующего транзистора 1. Недостатком устройства является то, что при токовых перегрузках и коротких замыканиях не происходит полного выключения регулирующего транзистора, стабилизатор переходит в режим пульсирующего токоограничения и на регулирующем транзисторе выделяется значительная мощность что снижает эффективность устройства защиты и уменьшает надежность стабилизатора в работе. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство защиты, содержащее включенные последовательно в силовую цепь датчик тока и составной регулирующий элемент, первый транзистор защиты, эмиттер которого соединен с одним из выводов датчика тока, резистивный делитель, второй транзистор защиты, резистор обратной связи, диод развязки и конденсатор, причем один из выводов резистивного делителя соединен с коллектором первого транзистора защиты, средняя точка - с базой второго транзистора защиты, эмиттер которого и второй вывод резистивного делителя соединены с общей шиной , а коллектор второго транзистора защиты через диод развязки - с баЗОЙ регулирующего транзистора и через резистор обратной связи - с точкой соединения первого и второго резисторов и одного из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с коллектором регулирующего элемента и вторым выводом датчика тока и второго резистора. К базе регулирующего элемента подключен усилитель обратной связи, который может быть выполнен на операционном усилителе .{2. Недостатком известного устройства является низкая надежность его в работе вследствие того, что при аварийном выключении в силовой цепи протекает остаточный ток из-за полного запирания регулирующего элемента, так как база его подключается к общей щине через диод развязки, что уменьшает эффективность защиты, а также ведет к потерям мощности в регулирующем элементе. Цель изобретения - повыщение надежности устройства в работе. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем последовательно включенные в силовую цепь датчик тока и составной регулирующий элемент, к общей точке которых подключен одним своим выводом резистор, защунтированный конденсатором, первый транзистор защиты, эмиттером подключенный к входному выводу датчика тока, базой - к другому выводу резистора, зашунтированного конденсатором, а коллектором - к резистивному делителю, средняя точка которого соединена с базой втоР транзистора защиты, эмиттер которого и второй вывод резистивного делителя соединены с общей щиной, а коллектор соединен с базой регулирующего элемента, усилитель обратной связи, выполненный на операционном усилителе, один из питающих выводов которого подключен к общей шине, а выход - через резистор - к базе регулирующего элемента, при этом второй питающий вывод усилителя обратной связи подключен к базе первого транзистора защиты 2. На чертеже приведена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения. Стабилизатор постоянного напряжения содержит последовательно включенные в силовую цепь датчик 1 тока и составной регулирующий элемент 2, первый транзистор 3 защиты, эмиттером подключенный к входному выводу датчика 1 тока, а коллекторомк одному из выводов резистивного делителя 4, средняя точка которого соединена с базой второго транзистора 5 защиты, усилитель 6 обратной связи, выполненный на операционном усилителе, один из питающих выводов которого совместно с эмиттером транзистора 5 и вторым выводом ptзистивного делителя 4 подключен к общей шине стабилизатора. Второй питающий вывод усилителя 6 обратной связи подключен к базе транзистора 3 и через параллельно включенные резистор 7 и конденсатор 8 связан с трчкой соединения датчика 1 тока и регулирующего элемента 2. Выход усилителя 6 постоянного тока через резистор 9 совместно с коллектором транзистора 5 подключен к базе регулирующего элемента 2. Инвертируемый вход усилителя 6 обратной связи подключен непосредственно к положительному выводу стабилизатора, а неинвертируемый через источник 10 опорного напряжения - к отрицательному.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При коротком замыкайии или перегрузке напряжение на датчике 1 тока увеличивается, в результате чего транзистор 3 опирается и пропускает ток через делитель 4 и эмиттер-базовый переход транзистора 5, которьш, включаясь замыкает базу регулирующего элемента 2 на общую щину. Регулирующий, элемент 2 при этом запирается и прекращает подачу тока в нагрузку. Одновременно с эткм падение напряжения на датчике 1 тока уменьшается, но за счет увеличения потребляемого тока усилителя 6 обратной связи, падение напряжения на резисторе 7 увеличивается, удерживая тем самым транзистор 3 и, сосрответственно, транзистор 5 в открытом состоянии. Конденсатор 8 как и интегрирующий элемент, предотвращает ложные срабатывания защиты при кратковременных толчках тока нагрузки и помехах со стороны первичной сети.

Для приведения устройства в рабочее состояние необходимо устранить короткое замыкание в нагрузке и провести повторное включение.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным, благодаря тому, что второй питающий вывод усилителя постоянного тока подключен к базе первого транзистора защиты и через параллельно включенные резистор и конденсатор соединен с общей точкой датчика тока и входной цепи регулирующего элемента, обладает повышенной на-. дежностью, так как при срабатывании защиты происходит практически полное отключение нагрузки, а в известном устройстве в данном режиме присутствует остаточный ток вследствие неполного запирания регулирующего элемента.

Кроме того, изобретение позволяет упростить принципиальную схему устройства в результате исключения из нее двух резисторов и диода.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно включенные в силовую цепь датчик тока и составной регулирующий элемент, к общей точке которых подключен одним своим выводом резистор, зашунтированный конденсатором, первый транзистор защиты, эмиттером подключенный к входному выводу датчика тока, базой - к другому выводу резистора, защунтированного конденсатором, а коллектором - к резистивному делителю, средняя точка которого соединена с базой второго транзистора защиты, эмиттер которого и второй вь1вод резистивного делителя соединены с общей щиной, а коллектор соединен с базой регулирующего элемента, усилитель обратной связи, выполненный на операционном усилителе, один из питающих выводов которого подключен к общей щине, а выход через резистор - к базе регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности в работе, второй I питающий вывод усилителя обратной связи подключен к базе первого транзистора (Л защиты. 05 00 со ел