Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/573 

112

Изобретение..относится к электротехнике и может найти применение в стабилизированных источниках электропитания.

Цель изобретения - повышение эф- фективности защиты от перегрузки по току и короткого замыкания путем обеспечения полного однократного запирания регулирующего элемента и автоматического однократного восстанов- ления выходного напряжения при устранении перегрузки или короткого замыкания в нагрузке.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора посто- янного напряжения с защитой.

Стабилизатор содержит токостаби- лизирующий двухполюсник 1, включенный между входом и управляющей цепью регулирующего элемента 2, выполнен- ного на составном транзисторе и включенного последовательно с датчиком 3 тока в одну из силовых шин, блок 4 обратной связи, транзистор 5 защиты, эмиттером подключенный к выходному выводу стабилизатора, коллектором - к управляющей цепи регулирующего элемента 2, а базой - через согласующие резисторы 6 и 7 к средней точке делителя 8 напряжения, состоящего из резисторов 9 и 10, КС-цепь 11 защиты, содержащую резистор 12 и конденсатор 13 и включенную между общей шиной и точкой соединения согласующих резисторов 6 и 7, источник 14 опорного на- пряжения, включенный между входным вьшодом и общей шиной, а выходом через развязывающий диод 15 подключенный к точке соединения согласующих резисторов 6 и 7, а также токозадаю- щий резистор 16, включенный между входным и выходным выводами стабилизатора.

Стабилизатор работает следующим образом.

В аварийном режиме при перегрузке напряжение на датчике 3 тока достигает пороговой величины, транзистор 5 защиты открывается и переводит стабилизатор в режим.ограничения тока нагрузки.

В дальнейшем при уменьшении.сопротивления нагрузки стабилизатор выходит из режима стабилизации и выходное напряжение начинает уменьшать- ся. Конденсатор 13, заряженный до номинального напряжения, начинает разряжаться через резистор 12, согласу122

ющий реямстор 6 и переход база - эмитер транзистора 5 защиты на нагрузку При этом транзистор 5 открыт, насьш;е и шунтирует управляющую цепь регулирующего элемента 2, который закрывается, что приводит к дальнейшему уменьшению вьпсодного напряжения.Происходит лавинообразный процесс зах-, вата защиты, выходное напряжение падает практически до нуля.

При этом напряжение с выхода источника 14 опорного, напряжения 14 создает ток, протекающий через развязывающий диод 15, согласующий резистор 6 и переход база - эмиттер транзистора 5 защиты в нагрузку, и удерживает транзистор 5 в насьщенном состоянии.

Согласующий резистор 7 устраняет шунтирование источника 14 опорного напряжения низкоомным резистором 9 и ложное включение регулирующего элемента 2, а также обеспечивает захват защиты. Остаточный ток, протекающий в нагрузку после срабатывания защиты, равен сумме токов от токостабилизирующего двухполюсника

1и источника 14 опорного напряжения токов утечки запертых по базе мощных транзисторов регулирующего элемента

2и тока через токозадающий резистор 16 и поддерживает на сопротивлении нагрузки остаточное напряжение.

При восстановлении номинального сопротивления нагрузки остаточное напряжение увеличивается до величины соответствуюв1ей но1 1инальному сопро- тивлению и достаточной для запирания транзистора 5 защиты по току базы, что приводит к включению стабилизатора „ На выходе устанавливается ном№ нальное напряжение.

При коротком замыкании на выходе работа схемы защиты происходит аналогично. I

Токозадающий резистор 16 при малы сопротивлениях нагрузки или при крат ности нагрузки, близкой к единице, обеспечивает за счет увеличения остаточного тока перепад остаточного напряжения, достаточный для запирания транзистора 5 защиты и включения стабилизатора при снятии перегрузки.

Минимальная величина опорного напряжения составлят 1,5 В.

Токозадающий резистор 16 может быть исключен, если при снятии перегрузки обеспечивается перепад остато

3

него напряжения порядка 0,1 В и бол Подбором опорного напряжения можно добиться надежной работы схемы защиты во всем диапазоне изменения входного напряжения стабилизатора и при любой кратности перегрузки по току, при этом целесообразно применять стбилизированный источник опорного напряжения.

Для устранения самоотпирания и усиления транзисторами регулирующег элемента 2 собственных токов утечки используют шунтирование переходов база - эмиттер этих транзисторов резисторами пассивного запирания.

Таким образом, сочетание в стабилизаторе полного однократного запирания регулирующего элемента при пере- .грузке по току или коротком замыкани и возможности автоматического однократного возврата в исходное состояние при устранении перегрузки или короткого замыкания в нагрузке повышае эффективность защиты, особенно при большой выходной мощности и длитель- ных перегрузках, и обеспечивает удобство в эксплуатации.

Формула изо

р е т е н и я

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий токостабилизирую- щий двухполюсник, включенный между входным выводом и управляющей цепью регулирующего элемента, выполненного на составном транзисторе и включенного последовательно с датчиком тока в одну из силовых шин, блок обратной

Редактор А.. Огар Заказ 3488/43

Составитель О. Овсянникова

Техред Н.Бонкало Корректор А. Обручар

Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

связи, входом подключенный относительно общей шины.к выходному выводу, а выходом - к управляющей цепи регулирующего элемента и коллектору транзистора запц1ты, эмиттер которого подключен к выходному вьшоду, резиотив- ный делитель, включенный между базой выходного Транзистора регулирующего элемента и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности защиты от перегрузки по току и короткого замыкания путем обеспечения полного одно- кратгГОго запирания регулирующего элемента и автоматического однократного восстановления -выходного напряжения при устранении перегрузки или короткого замыкания в нагрузке, в него введены источник опорного напряже- ния, включенный между входньш вьто

дом и общей шиной, токозадающий резистор, включенный между входным и вьгходным выводами, два последовательно соединенных согласукнцих резистора, включенные между средней точкой ре- зистивного делителя и базой транзистора защиты, /последовательная RC-цепь защиты, включенная между общей шиной и точкой соединения согласующих резисторов,, и развязывающий диод, включенный между выходом источника опорного напряжения и точкой соединения согласующих резисторов.

2. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что переходы эмиттер-база транзисторов .регулирующего элемента щунтированы резисторами смещения.

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания постоянного тока. Целью изобретения является повышение эффективности защиты от перегрузки по току и короткого замыка.ния путем обеспечения полного однократного запирания регулирующего элемента и автоматического однократ- . W ного восстановления выходного напряжения при устранении перегрузки или короткого замыкания в нагрузке Цель достигается тем, что при перегрузке напряжение на датчике 3 тока возрастает, открывается транзистор 5 защиты и переводит стабилизатор в режим ограничения тока нагрузки. При уменьшении сопротивления нагрузки конденсатор 13 начинает разряжаться через резисторы 12, и транзистор 5 на нагрузку. Регулирующий элемент 2 закрывается, что приводит к дальнейшему уменьшению выходного напряжения практически до 0. При восстановлении сопротивления нагрузки остаточное напряжение на ней увеличивается,транзистор 5 запирается. -Это приврдит к включению стабилизатора. При коротком замыкании на выходе работа схемы защиты происходит аналогично. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л 1C 4 ю 1C