Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрева Советский патент 1986 года по МПК G05F1/567 

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для электропитания .радиоэлектронной аппаратуры и является усовершенствованием известного стабилизатора по авт. св. № 1179303. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем повышения эффективности защиты регулируюш,его транзистора от перегрева. На чертеже представлена схема стабилизатора постоянного напряжения с зашитой от перегрева. Устройство содержит проходной 1 и согласующий 2 регулирующие транзисторы, измерительно-усилительный узел 3, ключ 4, первый полевой транзистор 5 с первым резистором 6, первый диод 7, второй резистор 8, второй транзистор 9 с третьим - 10 и четвертым И резисторами, второй диод 12, пятый резистор 13, компаратор 14 напряжения, делитель напряжения на шестом 15, седьмом 16 и восьмом 17 резисторах. Транзистор 1 эмиттером подключен к выходному, а коллектором - к входному выводам, транзистор 2 подключен к транзистору 1 по схеме составного транзистора, диод 7 включен последовательно между входным выводом и согласующим транзистором 2, измерительно-усилительный узел 3 выходом подключен к управляющей цепи транзистора 2, ключ 4 подключен к выходу измерительно-усилительного узла 3, транзистор 5 с резистором 6 в цепи стока Подключен затвором к базе, а истоком через резистор 8 к эмиттеру транзистора 1, транзистор 9 с резистором 11 в цепи стока, подключенный истоком через резистор 10 к точке соединения диода 7 и транзистора 2, затвором - через диод 12 к входному выводу и через резистор 13 к общей шине компаратор 14 напряжения, двумя входами подключен к стокам транзисторов 5 и 9, выходом - к входу ключа 4. Делитель напряжения питания компаратора состоит из последовательно соединенных резисторов 15-17, к точке соединения резисторов. 15 и 16 подключены резистор 6, а к точке соединения резисторов 16 и 17 подключен резистор 11. Измерительно-усилительный узел 3 содержит устройство сравнения выходного напряжения стабилизатора с опорным и усилитель сигнала рассогласования. Устройство работает следующим образом. Напряжение на переходе база-эмиттер транзистора 1 является термозависимым параметром: при повышении температуры кристалла регулирующего транзистора 1 напряжение база-эмиттер уменьшается. Величина тока через палевой транзистор 5 определяется напряжением база-эмиттер транзистора 1, приложенным к его затвору. Величина тока через полевой транзистор 9 определяется напряжением между катодами диодов 7 и 12. Данное напряжение не зависит от температуры, так как изменение напряжения на диоде 7, вызванное изменением температуры, компенсируется такнм же изменением напряжения на диоде 12. Следовательно, через полевой транзистор 9 ток не зависит от температуры и, протекая через резистор 11, создает такое падение напряжения, что при температуре кристалла меньше порогового значения потенциал стока полевого транзистора 9 относительно общей шины больше потенциала стока полевого транзистора 5. Вследствие этого напряжение на выходе компаратора мало и ключ 4 закрыт. Увеличение температуры кристалла регулирующего транзистора 1 ведет к уменьшению напряжения база-эмиттер, следовательно, к увеличению тока через полевой транзистор 5 и к увеличению падения напряжения на резистбре 6. При достижении температуры кристалла регулирующего транзистора 1 порогового значения ток через полевой транзистор 5 и, следовательно, напряжение на резисторе 6 становится больше потенциала стока транзистора 9, в результате чего выходное на пряжение компаратора резко увеличивается, что вызывает срабатывание ключа 4 и выключение стабилизатора. При изменении тока нагрузки стабилизатора изменяется ток базы регулирующего транзистора 1 и напряжение на переходе база-эмиттер. Приращение напряжения база-эмиттер регулирующего транзистора 1 и приращение на р-п переходе диода 7 близки. При равенстве коэффициентов усиления по напряжению каскадов на полевых транзисторах 5 и 9, определяемых отношением сопротивлений 6 и 8 и 11 к 10, прираЩения напряжения на резисторах 6 и II равны. Следовательно, разность потенциалов на входах компаратора не изменяется и остается равной начальной, при которой выходное напряжение компаратора близко к нулю. Таким образом, изменение напряжения база-эмиттер регулирующего транзистора 1, вызванное изменением тока нагрузки, оказывается скомпенсированным и не приводит к изменению значения температуры срабатывания. Установка порогового значения температуры кристалла регулирующего транзистора 1 осуществляется переменным резистором 16, осуществляющего согласование уровней напряжения на стоках полевых транзисторов 6 и 9 и на входах компаратора 14. Отключение стабилизатора происходит при пороговом значении температуры кристалла регулирующего транзистора стабилизатора независимо от величины тока нагрузки. Такнм образом, по сравненню с извест.ным предлагаемое устройство обладает повышенной эффективностью защиты за счет расширения более чем на порядок диапазона токов нагрузки, при которых отклонение температуры отключения стабилизатора не превышает заданного значения.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрева по авт. св. № 1179303, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения эффективности зашиты регулируюш.его транзистора от перегрева, в него введены второй полевой транзистор, два диода, семь резисторов, релейная схема выполнена в виде компаратора, а регулирующий транзистор выполнен составным на проходном и согласующем транзисторах, при этом в цепь истока первого полевого транзистора включен второй резистор, второй полевой транзистор подключен истоком к входному выводу через последовательно соединенные третий резистор и первый диод, стоком - к второму входу компаратора и к первому выводу четвертого резистора, затвором - к входному выводу через второй диод, а к общей шине - через пятый резистор, коллектор согласующего транзистора соединен с точкой соединения третьего резистора и первого диода, первый вывод шестого резистора соединен с выводом питания компаратора, общая шина соединена с первым резистором и с вторым выводом шестого резистора через последовательно соединенные седьмой и восьмой резисторы, точка соединения которых подключена к второму выводу четвертого резистора.

Изобретение откосится к электротехнике и м. б. использовано в качестве источника электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора. Выполнение релейной схемы на компараторе 14 позволяет отключать стабилизатор при пороговом значении температуры кристалла регулирующего транзистора 1 независимо от величины тока нагрузки. Это расширяет более чем на порядок диапазон токов нагрузки, при кото-рых отклонение температуры отключения стабилизатора не превышает заданного значения. I ил. сл to to оо to to N)