Импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой по току Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным стабилизаторам напряжения постоянного тока, и может быть использовано в системах электропитания аппаратуры связи и вычислительной техники. Известен стабилизатор напряжения с защитой по току, содержащий регулирующий транзистор, последовательно с датчиком тока включенный между входной и выходной клеммами, блок управления, входом подсоединенный к выходной клемме, а выходом подключенный к управляющему выводу регулирующего транзистора, и блок защиты по току, входом соединенный с выходом датчика тока и выходом подключенный к управляющему выводу регулирующего транзистора 1. Недостатками этого устройства являются наличие дополнительных элементов подстройки схемы защиты по току в зависимости от номинала выходного напряжения и загрубление схемы защиты по току на момент включения стабилизатора, что увеличивает трудоемкость настройки и снижает надежность устройства в целом вследствие прохождения через регулирующий транзистор зарядных токов конденсаторов выходного фильтра и токов короткого замыкания при включении устройства на короткое замыкание по выходу. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой по току, содержащий последовательно включенные в положительную силовую шину датчик тока, регулирующий транзистор и DLC-фильтр, блок управления и блок защиты по току, состоящий из двух транзисторов, образующих триггер с самоблокировкой 2. Недостатком известного устройства является низкая надежность работы за счет бросков тока через регулирующий транзистор при включении стабилизатора, обусловленных зарядом конденсаторов выходного фильтра и нагрузки, а также при коротком замыкании на выходе за счет задержки срабатывания схемы защиты, которая задается постоянной времени RC-цепи. При коротком замыкании на выходе стабилизатора ток через регулирующий транзистор во время задержки определяется только внутренним сопротивлением устройства. Цель изобретения - повыщение надежности путем ограничения бросков тока через регулирующий транзистор при включении и коротком замыкании, а также расщирение области применения за счет увеличения допустимой емкости нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой по току, содержащий последовательно включенные между входной И выходной клеммами датчик тока, регулирующий транзистор и ДЬС-фильтр, блок управления, входом подключенньш к выходной клемме, а выходом соединенный с управляющим выводом регулирующего транзистора, и блок защиты по току, выполненный на триггере с самоблокировкой и задержкой на срабатывание, входом питания подсоединенный между входной клеммой и общей щиной, входом управления подключенный к выходу датчика тока, а выходом соединенный с управляющим выводом регулирующего транзистора, введены два транзистора, три диода, два делителя напряжения на резисторах и ограничительный резистор, причем эмиттеры упомянутых транзисторов через включенные в прямом направлении первый и второй диоды соединены с общей щиной, коллектор первого транзистора через ограничительный резистор соединен с управляющим выводом регулирующего транзистора, коллектор второго транзистора соединен с базой первого транзистора, к базам обоих транзисторов подключены делители напряжения из резисторов, один конец каждого делителя соединен с общей щиной, а второй подсоединен к входной клемме, база второго транзистора через третий диод соединена с выходной клеммой. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Стабилизатор состоит из датчика 1 тока, регулирующего транзистора 2, DLCфильтра 3, блока 4 управления, блока 5 защиты, выполненного на транзисторах 6 и 7, образующих триггер с самоблокировкой, конденсатора 8 задержки и ограничивающих резисторов 9 и 10, блока 11 ограничения тока регулирующего транзистора, состоящего из транзисторов 12 и 13, резисторов 14-18, диодов 19-21. Последовательно соединенные датчик 1 тока, регулирующий транзистор Z, и DLCфильтр 3 включены между входной и выходной клеммами. Блок 4 управления входом соединен с выходной клеммой, а выходом подключен к управляющему выводу регулирующего транзистора 2. Блок 5 защити по цепи питания подключен между входной клеммой и общей щиной. В коллекторную цепь транзистора 6 триггера с самоблокировкой включена цепь задержки на резисторе 9 и конденсаторе 8. Коллектор транзистора 7 триггера защиты через резистор 10 подключен к базе транзистора 6 и непосредственно к управляющему выходу регулирующего транзистора 2, Вход управления блока защиты подсоединен к выходу датчика 1 тока. Транзисторы 12 блока 11 ограничения тока через диоДы 19 и 20 подключены эмиттерами к общей щине. Коллектор транзистора 12 через ограничительный резистор 14 подключен к управляющему выводу регулирующего транзистора 2. Делители напряжения на резисторах 15, 16 и 17, 18 подсоединены одним выводом к общей щине, другим выводом - к входной клемме, а выходом - к базам транзисторов 12 и 13, причем база транзистора 12 подключена к коллектору транзистора 13. База транзистора 13 через диод 21 подсоединена к выходной клемме.

Устройство работает следующим образом.

При включении стабилизатора катод диода 21 за счет заряда конденсаторов выходного фильтра и нагрузки соединяется с общей щиной, что приводит к запиранию транзистора 13. В это время транзистор 12 открывается током делителя из резисторов 15 и 16 и подзапирает регулирующий транзистор 2, ограничивая тем самым ток заряда конденсаторов фильтра. Порог ограничения тока определяется величиной резистора 14 и может быть выбран не больще, чем порог срабатывания схемы защиты. Транзистор 12, отпираясь, отпирает транзистор 6 в схеме защиты, но самоблокировка не происходит, так как конденсатор 8 еще не зарядился. Это состояние устройства сохраняться до того момента, пока напряжение на выходе стабилизатора не нарастает до значения, превышающего напряжение на аноде диода 21. С этого момента транзистор 13 начинает отпираться током делителя из резисторов 17 и 18 и, шунтируя база-эмиттерный переход транзистора 12, запирает его, тем самым полностью отпирая регулирующий транзистор 2.

За-счет диода 21, который исключает влияние выходного напряжения стабилизатора, транзистор 13 все время поддерживается в открытом состоянии.

При коротком замыкании на выходе стабилизатора катод диода 21 соединяется с общей шиной, происходит аналогичный процесс ограничения тока регулирующего транзистора, при этом через промежуток времени задержки, определяемой величиной конденсатора 8, срабатывает электронная самоблокировка схемы 5 защиты, и регулирующий транзистор 2 полностью запирается. Отключение защиты производится отключением входного напряжения. Диоды 19 и 20 необходимы для надежного запирания транзисторов 12 и 13, а резисторы 16 и 18 задают смещение на базы транзисторов.

Использование изобретения позволяет повысить надежность работы стабилизатора путем ограничения бросков тока через регулирующий транзистор при включении устройства и при коротком замыкании на выходе, а также расщирить область его применения за счет увеличения допустимой емкости нагрузки.

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ПО ТОКУ, содержащий последовательно включенные между входной и выходной клеммами датчик тока, рёглирующий транзистор и DLC-фильтр, блок управления, входом подключенный к выходной клемме, а выходом соединенный с управляющим выводом регулирующего транзистора, и блок защиты по току, выполненный на триггере с самоблокировкой и задержкой на срабатывание, входом питания подсоединен.ный между входной клеммой и общей шиной, входом управления подключенный к выходу датчика тока, а выходом соединенный с управляющим выводом регулирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения бросков тока через регулирующий транзистор при включении и коротком замыкании, а также расширения области применения за счет увеличения допустимой емкости нагрузки, в него введены два транзистора, три диода, два делителя напряжения на резисторах и ограничительный резистор, причем эмиттеры упомянутых транзисторов через включенные в прямом направлении первый и второй диоды соединены с общей шиной, коллектор первого транзистора через ограничительный резистор соединен с управляющим выводом регулирующего транзистора, коллектор второго транзистора соеi динен с базой первого транзистора, к базам обоих транзисторов подключены делители СЛ напряжения из резисторов, один конец каждого делителя соединен с общей шиной, а второй подсоединен к входной кле.мме, база второго транзистора через третий диод соединена с выходной клеммой. со ND