Непрерывный стабилизатор напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Известен непрерывный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент, схему сравнения, блок защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, состоящий из датчика тока, транзистора защиты и делителя напряжения 1. Однако в данном стабилизаторе происходит только частичное запирание регулирующего элемента при перегрузке Наиболее близким к предлагаемому является непрерывный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент на проходном и согласующем транзисторах включенный последовательно с резисторным датчиком тока в одну из силовых щин, схему сравнения, подключенную входом к выходным выводам, делитель напряжения, входами подключенный между базой проходного транзистора и общей щиной, транзистор защиты, эмиттер которого подключен между датчиком тока и выходным выводом, коллектор подключен к базе 00гласующего транзистора, а база через резистор - к выходу делителя напряжения, конденсатор, подключенный одним выводом к общей щине 2. Недостатком известного стабилизатора является то, что в нем запирание регулирующего элемента осуществляется-с задержкой по времени после возникновения перегрузок по току и коротких замыканий и, следовательно, не обеспечивается защита регулирующего элемента при кратковременных перегрузках по току, так как нижнее плечо делителя напряжения защунтировано конденсатором и отпирающее напряжение подается на базу транзистора защиты с задержкой по времени. При отсутствии указанного конденсатора в момент включения стабилизатора открывается транзистор защиты, что приводит к запиранию регулирующего элемента, и не обеспечивается нормальный запуск стабилизатора. Этот недостаток снижает надежность стабилизатора, так как возможен выход из строя регулирующего элемента при кратковременных, но значительных по величине перегрузках по току, а также снижает эффективность схемы защиты по току. Другим недостатком стабилизатора является низкая помехоустойчивость от различных всплесков питающего напряжения, кроме того, ток срабатывания схемы защиты стабилизатора зависит от величины напряжения питающей сети. Эта схема защиты не пригодна для стабилизаторов, в которых требуется регулировка выходного напряжения в широких пределах. Цель изобретения - повыщение надежности и эффективности защиты от перегрузок по току и коротких замыканий. Поставленная цель достигается тем, что в непрерывный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент на проходном и согласующем транзисторах, включенный последовательно с резисторным датчиком тока в одну из силовых щин, схему сравнения, подключенную входом к выходным выводам, делитель напряжения, входами подключенный между базой проходного транзистора и общей щиной, транзистор защиты, эмиттер которого подключен между датчиком тока и выходным выводом, коллектор подключен к базе согласующего транзистора, а база через резистор - к выходу делителя напряжения, конденсатор, подключенный одним выводом к общей щине, введены нелинейный элемент и три резистора, причем один вывод нелинейного элемента подключен к базе транзистора защиты, а другой вывод через первый резистор - к другому выводу конденсатора и одному из выводов второго резистора, другой вывод которого соединен с выходом схемы сравнения и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с базой согласующего транзистора. Причем нелинейный элемент может быть выполнен в виде стабилитрона, анод которого подключен к базе транзистора защиты. а катод - к выходу первого резистора, или в виде диода, катод которого подключен к базе транзистора защиты, а анод через первый и второй резисторы - к средней точке введенного делителя, включенного между выходом схемы сравнения и общей щиной. На фиг. 1 и 2 представлены схемы непрерывного стабилизатора напряжения. Непрерывный стабилизатор напряжения содержит регулирующий элемент 1 на проходном 2 и согласующем 3 транзисторах, включенную последовательно в силовую шину схему 4 сравнения, выход которой через резистор 5 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 1, т. е. к базе согласующего транзистора 3, блок 6 защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, состоящий из датчика 7 тока нагрузки, включенного между регулирующим элементом 1 и выходным выводом стабилизатора, транзистора 8 защиты, эмиттер которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а его база через резистор 9 соединена со средней точкой делителя 10 напряжения, соединенного с базой проходного транзистора 2 и общей шиной, последовательную цепочку, состоящую из нелинейного элемента, например стабилитрона 11, и резисторов 12 и 13, включенную между базой транзистора 8

защиты и выходом схемы 4 сравнения, при-ходимо на короткое время выключить, а зачем к общей точке резисторов 12 и 13тем повторно включить стабилизатор, подключен один вывод конденсатора 14,В этой схеме время задержки «опрокидругой вывод которого соединен с общейдывания схемы может быть значительно шиной. 5увеличено до значительной величины (до

Стабилизатор работает следующимдесяти и более секунд) без существенного

образом.увеличения объема и массы конденсатора

При нормальном режиме работы стаби-14, так как резисторы 12 и 13, определяюлизатора напряжение, прикладываемое кщие вместе с конденсатором 14 постоянпереходу эмиттер - база транзистора 8ную времени RC-цепи задержки, могут быть

защиты, выбирается такой величины, что- выбраны высокоомными. бы транзистор 8 был заперт. При кратко-Указанная задержка в «опрокидывании

временной перегрузке стабилизатора посхемы является неопасной для регулируютоку напряжение на датчике 7 тока увели-щего элемента 1, так как его защита от

чивается, транзистор 8 открывается, под-кратковременной импульсной перегрузки

запирает регулирующий элемент 1 и выход- 5по току обеспечивается, как указано выше,

ное напряжение стабилизатора резко по-мгновенным подзапиранием регулирующего

нижается, вследствие чего напряжение наэлемента при помощи транзистора 8. выходе схемы 4 сравнения увеличиваетсяОтличие стабилизатора, схема которого

и конденсатор 14 начинает заряжаться.представлена на фиг. 2, заключается в

Однако до тех пор, пока напряжение на кон-том, что в него введен дополнительный

денсаторе 14 не достигнет напряжения ста- 20делитель напряжения защиты на резистобилизации стабилитрона 11, он не «проби-pax 15 и 16, включенный между выходом

вается и после окончания кратковременнойсхемы 4 сравнения и общей шиной, а цеперегрузки схема возврашается в исходноепочка, состоящая из нелинейного элеменсостояние.та 11 - диода и двух резисторов 12 и 13,

При длительных перегрузках по токуного делителя напряжения защиты. Это или коротких замыканиях конденсатор 14позволяет установить необходимую велизаряжается до напряжения стабилизациичину напряжения, подаваемого на базу стабилитрона 11, который «пробивается,транзистора 8 с выхода схемы 4 сравнеи потенциал базы транзистора 8 повышает-ния, согласовать это напряжение с напряся, в то время как потенциал его эмиттера ЗОжением эмиттер - база транзистора 8 и остается постоянным. Транзистор 8 ещезаменить стабилитрон, работающий в ждубольщё открывается, регулирующий эле-щем режиме, на диод, так как указанный мент 1 запирается, напряжение на выходережим для современных стабилитронов явсхемы 4 сравнения еще больше увеличи-ляется нерекомендуемым, вается и происходит лавинообразное «опро-Стабилизатор по фиг. 2 работает анакидывание схемы. При этом транзистор 8 35логично. Отличие заключается в том, что полностью открыт током, протекающим снапряжение с выхода схемы 4 сравнения выхода схемы 4 сравнения через резисторыпоступает на цепочку, состоящую из дио12 и 13 и стабилитрон 11, а регулирующийда 11 и резисторов 12 и 13, через дополэлемент 1 полностью закрыт и напряжениенительный делитель напряжения защиты на нагрузке равно нулю. 40таким образом, чтобы при нормальной

Для возврата схемы в исходное состоя-работе стабилизатора диод 11 был зание после устранения неисправности необ-перт и не проводил ток.

10911444

25соединена со средней точкой дополнитель

1. НЕПРЕРЫВНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент на проходном и согласующем транзисторах, включенный последовательно с резисторным датчиком тока в одну из силовых шин, схему сравнения, подключенную входом к выходным выводам, делитель напряжения, входами подключенный между базой проходного транзистора и общей шиной, транзистор защиты, эмиттер которого подключен между датчиком тока и выходным выводом, коллектор подключен к базе согласующего транзистора, а база через резистор - к выходу делителя наЩ, пряжения, конденсатор, подключенный одним выводом к общей щине, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, в него введены нелинейный элемент и три резистора, лричем один вывод нелинейного элемента подключен к базе транзистора защиты, а другой вывод через первый резистор - к другому выводу конденсатора и одному из выводов второго резистора, другой вывод которого соединен с выходом схемы сравнения и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с базой согласующего транзистора. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что нелинейный элемент выполнен в ш виде стабилитрона, анод которого подключен к базе транзистора защиты, а катод - к выходу первого резистора. 3.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде диода, катод которого подключен к базе транзистора защиты, а анод через первый и второй резисторы - к средней точке введенного делителя, включенного между выходом схемы сравнения и общей шиной. СО / -feh f2