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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлек тронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности и КПД, а также . увеличение диапазона выходного напряжения. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения, Стабилизатор содержит последовательно включенные в силовую цепь датчик 1 тока и регулирующий элемент 2, к общей точке которых первым входом подключен резистивный делитель 3 со смещающим резистором и третьим резистором, выход его соединен с базой первого транзистора 4 защиты, эмиттер этого транзистора подключен к входному выводу, а коллектор через первый резистор 5 - к общей шине стабилизатора .Усилитель 6 обратной связи, выполненный на операционном усилителе, одним из питающих выводов соединен с вторьпм входом резистивного делителя 3 непосредственно или через стабилитрон 7, другой вьгаод пи тания, а также выход усилителя 6 обратной связи через второй резистор 8 подключены к общей шине стабилизатора. Входы усилителя 6 подключены к входам цели 9 обратной связи, сос тоящем из источника опорного напряжения на последовательно включенных резисторе 10, диоде 11, стабилитрон 12 и делителя выходного напряжения на резисторах 13 и 14. Первый и второй входы цепи 9 обратной связи подключены к выходным шинам стабилизато ра, а третий вход через четвертый резистор 15 соединен с входным вьшо дом. Коллектор второго транзистора 16 защиты соединен с вторым входом делителя 3 и выводом питания усилит ля б непосредственно или через стабилитрон 7. Эмиттер транзистора 16 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 2, а база тран зистора 16 - к общей точке коллекто транзистора 4 и резистора 5, Базаэмиттерный переход транзистора 4 за шунтирован конденсатором 17. Стабилизатор работает следующим образом. При подаче входного напряжения ток, протекая через датчик 1 тока. 06 эмиттер-базовый переход транзистора 5, открывает транзистор 2 и 16.- , Входное напряжение поступает на ввод питания усилителя 6. Одновременно через резистор 15 подается напряжение на опорный стабилитрон 12. Резистор 15 выбирают из условия прохождения через него тока большего, чем входной ток операционного усилителя 6 и значительно меньшего рабочего тока стабилитрона 12. Диод 11 служит для устранения утечки тока включения усилителя 6 через резистор 15 в низкоомную нагрузку. Благодаря резистору 15 усилитель 6 открывается, и напряжение на его выходе возрастает. Это приводит к увеличению тока через резистор 8, а следовательно, увеличению тока потребления операционного усилителя по выводу питания через транзистор 16 и база-эмиттерный переход регулирующего транзистора 2. При этом эмиттерно-коллекторньй переход транзистора 2 полностью открывается и входное напряжение поступает на выход стабилизатора. Через резистор 10 и диод 11 устанавливается рабочий режим стабилитрона 12, При достижении на выходе делителя 13 - 14 цепи 9 обратной связи 9 напряжения, равного напряжению стабилитрона 12, усилитель 6 закрывается, уменьшая ток потребления, а следовательно, ток базы регулирующего транзистора 2. Напряжение на выходе стабилизатора устанавливается такой величины, которая задается делителем 13 - 14 цепи 9 обратной связи. При всех изменяющихся факторах (входное напряжение, ток нагрузки) выходное напряжение стабилизатора поддерживается постоянным. Для увеличения выходного напряжения стабилизатора в цепь питания усилителя 6 устанавливается стабилитрон 7, на котором гасится часть входного напряжения стабилизатора так, что напряжение на выводах питания операционного усилителя не превьш1аег допустимых значений. При этом все остальные условия работы стабилизатора остаются прежними. В случае увеличения тока нагрузки или короткого замыкания в нагрузке увеличивается падение напряжения на датчике 1 тока. Транзистор 4 защиты открывается и шунтирует базаэмиттерные переходы транзисторов 16 и 2. При этом они закрываются. Нап3ряжение на выходе стабилизатора падает до нуля, а питание операдионного усилителя 6 осуществляется через делитель 3, на выходе которого при прохождении тока питания создается напряжение, удерживаищее транзистор 4 в открытом состоянии. Этот режим сохраняется до тех пор, пока устранится перегрузка или короткое замыка ние и не будет произведено повторное включение входного напряжения. Конденсатор 17 служит для задержки вклю чения защиты стабилизатора при кратковременных помехах в цепях питания стабилизатора и включения его при наличии большой емкости нагрузки. Благодаря введенным средствам можно существенно увеличить выходное напряжение стабилизатора (до 120 В вместо 30 В), повысить надежность работы стабилизатора и его защиты, увеличить КПД за счет исключения балластных цепей при питании операционного усилителя непосредственно через цепь управления регулирующего 25 элемента. Формулаизобретения 1. Стабилизатор постоянного напря-зо

жения, содержащий- последовательно включенные между входным и выходным вьшодами датчик тока и регулирующий элемент, первый транзистор защиты, эмиттером подключенный к входному вьшоду, базой через резистор смещения - к общей точке соединения датчика тока и регулирукяцего элемента.

выходом источника опорного напряжения и входным выводом.

, 2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона выходного напряжения, в него введен стабилитрон, включенньй в цепь другого питающего вывода усилителя обратной связи. 064 а коллектором связанный с базой второго транзистора защиты, конденсатор, одним вьшодом подключенный к базе первого транзистора, усилитель обратной связи, выполненный на операцион- , ном усилителе,, входы которого по отдельности подключены к выходу источника опорного напряжения и к выходу делителя выходного напряжения цепи обратной связи, а один из питающих вьгоодов соединен с общей шиной, первый резистор, включенныймежду базой второго транзистора защиты и общей шиной, и второй резистор, одним вьшодом пqдключeнный к выходу операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и КПД, в него ;введены третий и четвертый резисторы, при этом другой питающий вывод операционного усилителя подключен к коллектору второго транзистора защиты и - 1 через третий резистор - к базе первого тракзистора защиты, другой вьтод второго резистора подключен к общей дшне, эмиттер второго транзистора соединен с управляю1Щ1м входом регулирующего элемента, другой вывод конденсатора соединен с входным выводом, четвертый резистор включен между