Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК G05F1/571 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках питания контрольно-измерительных и автоматизированных устройств различного назначения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения выключенного состояния стабилизатора при повышении и при гГонижении входного и/или выходного напряжения и повышение надежности путем обеспечения заш,иты регулируюш,его элемента от перенапряжений, а также обеспечение плавного регулирования порога отключения при повышенном напряжении, поддержание выходного напряжения в заданных пределах при его повышении и обеспечение защиты от токовой перегрузки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор напряжения содержит транзисторный регулируюш,ий элемент 1, управляюшей цепью подключенный к выходу дифференциального усилителя на транзисторах 2 и 3 с эмиттерным резистором 4. Неинвертирующий вход дифференциального усилителя (транзистор 3) подключен к делителю 5 выходного напряжения, а инвертируюпдий вход - к источнику 6 опорного напряжения. Между общей шиной и эмиттерным резистором 4 включен коллекторноэмиттерный переход отключающего транзистора 7, база которого подключена к дополнительному делителю 8 выходного напряжения. Динистор 9 подключен к эмиттерному резистору.4 и к общей точке соединения диодов 10 и 11, которые подключены соответственно через реле 12 к делителю 13 входного напряжения и к выходному выводу. Стабилитрон 14 подключен между выходным выводом и эмиттерным резистором 4. Резистор 15 включен в базовую цепь регулирующего элемента.

Стабилизатор напряжения постоянного тока работает следующим образом.

Дополнительный резистивный делитель 8 выходного напряжения рассчитан таким образом, чтобы при номинальном выходном напряжении отключающий транзистор 7 работал в режиме насыщения и не влиял на работу стабилизатора напряжения. Делитель 13 входного напряжения рассчитан таким образом, чтобы при номинальном входном напряжении динистор 9 был закрыт. Таким образом, все элементы защиты на работу стабилизатора при номинальных входных и выходных напряжениях не оказывают никакого влияния. Диоды 10 и 11 предназначены для исключения взаимного влияния входного и выходного напряжений.

В случае, когда входное и/или выходное напряжения превысят пределы допустимого значения, разность потенциалов на электродах динистора возрастает и он откроется. Через эмиттерный резистор 4 пойдет дополнительный ток, который увеличит падение напряжения на нем и тем самым вызовет запирание отключающего транзистора 7, транзистора 2 и регулирующего элемента 1. Потенциал анода динистора 9 понизится, что приведет к срабатыванию реле 12, которое своими контактами отключит стабилизатор напряжения.

Понижение выходного напряжения ниже заданного уровня, что может быть вызвано как уменьщением входного напряжения так и какими-либо неисправностями в схеме стабилизатора, произведет запирание

5 отключающего транзистора 7, транзистора 2 и регулирующего составного транзистора 1. Запирание отключающего транзистора 7 обусловлено понижением потенциала на выходе резистивного делителя напряжения. Для обеспечения плавной регулировки

0 срабатывания схемы отключения при повышении напряжения динистор 9 подключается к средней точке потенциометра, представляющего собой эмиттерный резистор 4. При неисправностях, когда выходное напряжение необходимо поддержать в заданных пределах. при повышений выходного напряжения, между выходным выводом и эмиттерным резистором 4 включается стабилитрон 14, напряжение срабатывания которого выбирается несколько ниже напряжения срабатывания динистора 9, однако номинальное выходное напряжение не должно вызывать прохождения через него тока. При увеличении выходного напряжения через стабилитрон 14 и эмиттерный резистор 4 .начинает протекать TQK. Начальный ток ра боты стабилитрона незначительный, поэтому дополнительное падение напряжения на эмиттерном резисторе 4 не вызывает полного запирания схемы, а только лищь приводит к частичному подзапиранию транзистора 2 и регулирующего составного транзистора 1. Таким образом, происходит сдерживание нарастания выходного напряжения. Такой режим работы может быть применен в качестве аварийного, о чем может сигнализировать световой индикатор, включенный

последовательно со стабилитроном.

Работа схемы токовой защиты заключается в ограничении базового тока регулирующего элемента - составного транзистора 1, резистором 15, что приводит к ограничению коллекторного тока и соответственно к понижению выходного напряжения. При этом запирается отключающий транзистор 7 аналогично случаю понижения выходного или входного напряжения.

Благодаря введенным средствам обеспечена защита стабили.затора от понижения и/или повышения напряжения как на входе, так и на выходе, от токовых перегрузок.

обеспечена, возможность поддержания выходного напряжения в заданных пределах при его повышении и возможность плавно

регулировать порог отключения, что повышает надежность работы устройства и расширяет область его применения.

1. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий последовательный регулирующий элемент на составном транзисторе, коллекторным выводом подключенном к выходному выводу, дифференциальный усилитель постоянного тока с эмиттерным резистором, подключенным к общей шине, делитель выходного напряжения и источник опорного напряжения, подключенные относительно общей щины соответственно к выходному выводу и к инвертирующему входу усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого подключен к среднему выводу указанного делителя, а выход - к управляющей базовой цепи транзистора регулирующего элемента, отличающийся тем, что , с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения его выключенного состояния при повышении и при понижении входного и/или выходного напряжения и повышения надежности путем обеспечения защиты регулирующего элемента от перенапряжений, в него введены отключающий транзистор, дополнительный делитель выходного напряжения, делитель входного напряжения, динистор, два диода и реле, при этом отключающий транзистор выключен между эмиттерами транзисторов усилителя постоянного тока и эмиттерным резистором, а база его подключена к среднему выводу дополнительного делителя выходного напряжения, подключенного относительно общей щины к выходному выводу, один из выводов динистора подключен к эмиттерному резистору, а другой - к объединенным одноименным выводам диодов, другие выводы которых по отдельности подключены к выходному выводу и через обмотку реле - к среднему выводу делителя входного напряжения, подключенного относительно общей шины к входному выводу, между которым и эмиттерным выводом транзистора регулирующего элемента включены размыкающие (Л контакты реле. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавного регулирования порога отключения при повышенном напряжении, эмиттерный резистор дифференциального усилителя выполнен в виде потенциометра, к среднему выводу которого подключен динистор. 3.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью поддержания выходного напряжения в заданных пределах при его повышении, в него дополнительно введен стабилитрон, включенный между выходным выводом и объединенными выводами динистора и эмиттерного резистора. 4.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения защиты от токовой перегрузки, в него введен токоограничительный резистор, включенный в базовую цепь регулирующего элемента.

№2

/J