Двухкаскадный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электроте нике и может.быть использовано в качестве источника питания различной радиоэлектронной аппаратуры. Цель - обеспечение защиты от перегрузок обоих каскадов и расширение функциональных возможностей путем автоматического восстановления работоспособности после ликвидации перегрузки. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема двухкаскадного стабилизатора напряжения. Устройство содержит каскад 1 импульсного регулирования, состоящий из ключевого транзистора 2, модулирующего транзистора 3, фильтра 4, узла 5 сравнения, резистора 6 в цепи узла сравнения, резистора 7 защиты, генератора 8 пилообразного напряжения, резистора 9 в выходной цепи, и каскад 10 непрерывного регулирования подключенньй к выходу каскада 1 импульсного регулирования, и состоящий из дополнительного резистора 11 защиты и регулирующего транзистора 12, к выходам стабилизатора подключена нагрузка 13 (Кц, .С„, p С„). Двухкаскадный стабилизатор работает следующим образом. При подаче на вход стабилизатора постоянного Или выпрямленного напряжения, а на вход генерат.ора 8 - пилообразного напряжения - переменного напряжения, открывается клюневой транзистор 2, так как в его базу через согласующие транзистор и резистор поступает ток от клемм +5В к клемме -5В, В это йремя модулирующий транзистор 3 закрыт, .поскольку к его базе относительно эмиттера через резисторы 7, 11.и 6 прикладывается отр цательное напряжение вследствие падения напряжения на резисторе 9 в вы ходной цепи генератора 8 пилообразно го напряжения. Через открытый транзистор 2 начинает протекать ток, который заряжает конденсатор фш1ьтра4 и проходит через резисторы 7 и П защиты, транзистор 12 в нагрузку 13. При достижении определенного уров ня напряжения на фильтре 4 включаетс узел 5 сравнения и начинаетпротикать ток через резистор 6, при этом выход ные напряжения Ug,, и ливаются в заданных пределах. Падение напряжения на резисторах . 7, П и 6 по своей полярности противо положно напряжению нарезисторе 9, вследствие чего к базе модулирующего транзистора 3 некоторое время прикладывается отпирающее положительное напряжение. Модулирующий транзистор 3 открывается, при этом запираются согласующие транзисторы в каскаде ключевого транзистора 2, отключается цепь базового тока и к базе ключевого тран- зистора 2 через открытый транзистор 3 прикладывается отрицательное запирающее напряжение. Ключевой транзистор 2 запирается. Энергия, запасенная в, индуктивности фильтра 4, поддерживаетнекоторое время напряжения на выходах стабилизатора на заданном уровне, Затем падение напряжения на резисторе 9 вновь превалирует. Модулирующий транзистор 3 запирается, ключевой транзистор открывается и цикл повторяется, т.е. модулятор работает по принципу сраврения пилообразного напряжения на резисторе 9 с падением напряжения на резисторах 7 и 11 защиты на резисторе 6 в цепи коллектора усилительного транзистора узла 5 сравнения. При нормальной работе падение напряжения на резисторах защиты невелико и работу модулятора в основном определяет падение напряжения на резисторе 6, которое регулируется узлом 5 сравнения. При коротком замыкании или перегрузке по какому-либо выходу возрастает падение напряжения на соответствующем резисторе защиты, которое большую часть цикла поддерживает модулирующий транзистор 3 открытым, а ключевой транзистор 2 - закрытым. При этом выходное напряжение падает, устройство выходит из режима стабилизации s усилительный транзистор узла 5 сравнения запирается, регулирующий транзистор 12 непрерывного каскада открывается. Теперь база ключевого транзистора оказьюается подключенной к отрицательному запирающему падению напряжения на резисторах защиты через модулирующий транзистор 3 и переход база-коллектор транзистора 12. В результате ток при к.з. и перегрузке по любому выходу возрастает на допустимую величину и при устранении к.з. или перегрузки схема ав3тематически восстанавливает свою р тоспособность. Ток перегрузки различен для каж дого каскада. . Принципиального отличия в работ .При аварийном и нормальном режимах нет. Модулятор в обоих случаях управляется падением напряжения. При этом ток базы в транзистор 2 поступает от источника с клеммами +5В и -5В, а рассасывание носителей после запирания и прерывания ба зового тока происходит по цепи запирающего напряжения. При снятии перегрузки и КЗ напряжение на нагрузках 13, имеющих емкостный характер, начинает нарастать. Для этого случая защита обес124печивает ограничение тодса при заряде выходных конденсаторов нагрузки 13, что повышает надежность последних и стабилизатора. При дальнейшем нарастании выходных напряжений, когда падение напряжения на резисторах 7 и 11 уменьшается, начинает работать в активном режиме усилительный транзистор узла 5 сравнения, который своим током регулирует управляющее напряжение на резисторе 6 таким образом, что выходные напряжения восстанавливаются в заданных пределах. За счет расширения функциональных возможностей стабилизатора последний в аварийном режиме к.з. может работать в режиме генератора тока.

ДВУХКАСКАДНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий каскад импульсного регулирования, состоящий из ключевого транзистора, модулирующего транзистора, вы- . ходного фильтра, узла сравнения генератора пилообразного напряжения, резистора защиты, и каскад непрерывного регулирования на основе регулирующего транзистора, в котором коллектор ключевого транзистора подключен к входному положительному выводу, база связана с коллектором модулирующего транзистора, а эмиттер подключен к выходному фильтру и через резистор защиты - к первому выходному положительному выводу, эмиттер регулирующего транзистора подключен к второму выходному положительному выходу и входу узла-сравнения, эмиттер модулирующего транзистора подключен к выходу узла сравнения, а его база к генератору пилообразного напряжения, о т л и ч а -. ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения защиты QT перегрузок обоих каскадов и расширения функциональных возможностей путем автоматического восстановления работоспособности пос ле ликвидации перегрузки, в него (Я введен дополнительный резистор защиты, один вывод которого подключен к коллектору регулирующего транзистора, а второй - к первому положительному выводу, база регулирующего транзистора подключена к эмиттеру модулирующего транзистора. 4 СО

.11жин

Ce«if

О

ff

гз

ис,

i/ewx-oud