Способ запуска стабилизатора постоянного напряжения и устройство для стабилизации постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

0

%

sl

1

I

со -$

,ж

€-0

I

Изобретение относится к электротехнике, способ может быть использован для создания транзисторных стабилизаторов постоянного напряжения (СПИ) с высокоэффективной токовой самозащитой, отличающихся повышенной надежностью и представляющих собой источник вторичного электропитания.

Известны СПН с токовой самозащитой, содержащие регулируннций злемент5 цепь обратной связи и генератор сигнала запуска. В этих устойствах используется способ запуска, предусматривающий подачу сигнала запуска, контроль режима СПН в процессе его включения и отключение запуска. Причем для контроля режима используется инфорация о выходном напряжении СПН tl 1

Наиболее близким к изобретению для способа и устройства взят СПН с токовой самозащитой, в котором осуществляется способ запуска СПН с положительной и нелинейной отрицательной обратными связями, предусматривающий подачу сигнала запуска, вызывающего регенеративное нарастание выходного напряжения, в ходе которого возникает ток в цепи нелинейной отрицательной связи, и отключение сигнала запуска, а устройство содержит регулирукщий транзистор, соединенный эмиттером со входным зажимом, коллектором с выходным зажимом, а базой с выходом цепи положительной обратной связи, вход запуска которой через отключающий блок связан с выходом генератора сигнала запуска, а вход управления соединен с эмиттером транзистора цепи нелинейной отрицательной обратной связи С 23,

Однако в известном способе сигнал запуска можно отключить только после начала регенеративного включения стабилизатора, т.е. при выходном напряжении, большем напряжения пуска, которое с целью повьппения эффективности самозащиты, максимально приближают к вьпсодному напряжению. С другой стороны, сигнал запуска необходимо отключить до того, как выходное напряжение достигает установившегося значения (для исключения перенапряжения) . Для отключения запуска может быть использован лишь сравнительно незначительный интервал изменения выходного напряжения. При этом из-за разброса параметров элементов схемы и изменения режима внешних цепей

7972

возможен выход за пределы этого интервала и нарушение работы стабилизатора, а сколько-нибудь значительное регулирование выходного напряжения в условиях повторяющегося промыпшенного производства невозможно.

Цель изобретения - повьш1ение надежности запуска и расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что согласн способу запуска СПН с положительной и нелинейной отрицательной обратными связями, предусматривающему подачу сигнала запуска, вызьшающего регенеративное нарастание выходного напряжения, в ходе которого возникает ток в цепи нелинейной отрицательной обратной связи, и отключение сигнала запуска, вьщеляют указанный ток и отключают сигнал запуска прежде, чем этот ток достигнет своего установившегося значения.

При этом в устройство для стабилизации постоянного напряжения, содержащее .регулирующий трансформатор, соединенный эмиттером с входным зажимом, коллектором - с выходным зажимом, а базой - с выходом цепи положительной обратной связи, вход запуска которой через отключающий блок связан с выходом генератора сигнала запуска, а вход управления соединен с эмиттером транзистора цепи нелинейной отрицательной обратной связи, введен компаратор тока, вход которог включен между коллектором транзистора цепи нелинейной отрицательной обратной связи с выходным зажимом, а выход соединен с управлякмцим входом отключающего блока.

На фиг. 1 приведет функциональная схема, реализующего способа; на фиг.2схема устройства реализующего этот способ. Схема (фиг. 1) содержит регулирующий транзистор 1, который управляется цепью 2 положительной обратной связи, на которую воздействуют цепь 3 нелинейной отрицательной связи. В цепь 2 положительной обратной связи сигнал запуска поступает от генератора 4 через отключагаций блок 5, который управляется компаратором 6 тока, вход которого введён в цепь нелинейной отрицательной обратной связи.

Устройство (фиг. 2) содержит регулирующий транзистор 1, соединенный эмиттером с входным зажимом, коллектором - с выходным зажимом, а базойс вькодом цепи 2 положительной обратной связи, вход Зсчпуска которой через отключающий блок 5 связан с выходом генератора 4 сигнала запуска, а вход управления соединен с эмиттером транзистора 7, база которого подключена к нелинейному делителю 8 выходного напряжения, а в цепь коллектора введен вход компаратора 6 тока, выход которого соединен с входом управления отключающего блока 5-. Транзистор 7 и нелинейный делитель 8 образуют цепь 3 нелинейной отрицателной обратной.связи. Генератор 4 сигнала, запуска может быть выполнен на однопереходном транзисторе. Отключающий блок 5 содержит транзистор 9 и токоограничивающий резистор 10.

Компаратор 6 тока выполнен на транзисторе 11, переход база-эмиттер которого шунтирован резистором 12. Изменяя сопротивление последнего, легко установить требуемый порог срабатывания компаратора. В качестве компаратора тока может быть использован и туннельный диод.

Цепь 2 положительной обратной связи содержит транзистор 13 дифференциальной схемы сравнения и усилительный транзистор 14.

Стабилизатор работает, следующим образом.

После подачи входного напряжения генератор 4 вырабатывает импульс запуска открывающий транзистор 9 .Ток коллектора последнего поступает в базу регулирукяцего транзистора 1 и переводит его в проводящее состояние Начинается рост выходного напряжения стабилизатора. При этом начинают нарастать токи в цепи 2 .положительной обратной связи, способствуя увеличению тока через регулирующий транзистор 1. Когда выходное напряжение достигает напряжения пуска, . выходной ток цепи 2 положительной обратной связи - ток коллектора транзистора 14 достигает такой величины и растет как быстро, что дальнейшее включение стабилизатора проис ходит регенеративно, а необходимость во внешнем запуске отпадает.

При дальнейшем росте выходного напряжения пробивается стабилитрон нелинейного делителя 8, напряжение на выходе делителя ограничивается, а на выходной шине продолжает расти, В результате возникает ток через

транзистор 7 цепи 3 нелинейной отрицательной обратной связи. Ток эмиттера транзистора 7 вычитается из тока эмиттера транзистора 13 цепи 2 положительной обратной связи, чем ограничивается т.ок через регулирующий транзистор 1. Ускоренный рост тока через транзистор 7 приводит к тому, что отрицательная обратная начинает преобладать и устанавливается режим стабилизации выходного напряжения. Ток коллектора транзистора 7 проходит через вход компаратора 6 тока, который срабатывает прежде, чем этот ток достигнет установившегося значения. Интервал изменения тока, в котором должен сработать компаратор, простирается от неуправляемого начального тока коллектора транзистора 7, не превьппающего единиц микроампер, до установившегося значения этого тока, имеющего порядок единиц миллиампер. Отношение этих токов, таким образом, достигает тысячи, что обеспечивает надежное срабатывание простейшего компаратора тока. Транзистор 11 компаратора 6 тока, насьш1аясь, закорачивает вход отключающего блока 5, при этом транзистор 9 запирается и отклю чает ток запуска прежде, чем выходное напряжение достигает своего установившегося значения. Регулировка же выходного напряжения хотя и приводит к некоторым изменениям установившегося значения тока коллектора транзистора 7, однако отношение этого тока к неуправляемому начальному току коллектора остается настолько большим, что надежность работы запуска, а следовательно, и всего стабилизатора практически не снижается.

Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого заключается в повьш1ении надежности стабилизаторов с высокоэффективной токовой самозащитой. Ранее требовался подбор элементов и наблюдались случаи срыва запуска из-за изменений температуры и старения элементов. Предлагаемые способ и устройство обеспечивают практически безотказньй запуск стабилизатора. Кроме того, изобретение позволяет впервые разработать стабилизаторы с токовой самозащитой, надежно запускающиеся при широко регулируемом выходном напряжении.

Фиг.2.

1. Способ запуска стабилизатора постоянного напряжения с положитель ной и нелинейной отрицательной обратными связями, предусматривающий подачу сигнала запуска, вызьшают(его регенеративное нарастание выходного напряжения, в ходе которого возникает ток в цепи нелинейной отрицательной обратной связи, и отключение сиг нала запуска, отличающийс я тем, что, с целью повышения на . .: дежности и расширения функциональных возможностейi выделяют указанный ток и отключают сигнал запуска, прежде чем этот ток достигнет своего установившегося значения. 2. Устройство для стабилизации постоянного напряжения, содержащее регулирующий транзистор, соединенный эмиттером с входным зажимом, коллектором - с выходным зажимом, а базой с выходом цепи положительной обратной связи, вход запуска которой через отключающий блок связан с выходом генератора сигнала запуска, а вход управления соединен с эмиттером транзистора цепи нелинейной отрицательной обратной связи, от л и ч аю щ е е с я тем, что в него введен компаратор тока, вход которого включен между коллектором транзистора цепи нелинейной отрицательной обратной связи и выходным зажимом, а выход соединен с управляюпрт входом отключающего блока.