Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при электроснабжении радиоэлектронной аппаратуры с высокими требованиями к безаварийности.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования выходного напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора напряжения постоянного тока.

Устройство содержит регулирующий транзистор 1, резистивные делители 2 и 3 напряжения, разделительные диоды 4 и 5, усилитель 6 сигнала рассогласования, блоки 7 и 8 опорного - напряжения, вспомогательный источник 9 напряжения, реле с обмоткой 10 и замыкающими контактами 11, транзисторный блок 12 сравнения, транзисторный блок 13 согласования, ключ 14, токоограничивающий резистор 13. Позициями 16 и 17 на схеме обозначены клеммы для подключения первичного источника питания, а позициями 18 и 19 - клеммы для подключения нагрузки Регулирующий транзистор 1 включён последовательно в одну из силовых шин. Вход делителя 2 напряжения соединен с клеммами 16 и 17, а вход делителя 3 напряжения - с клеммами 18 и 19. Сигнальный вход усилителя 6 , сигнала рассогласования соединен с выходом делителя 3 напряжения, опорный вход - с выходом блока 7 опорног напряжения, а выход через разделительный диод 5 - с базой регулирующего транзистора 1, подключенный же через разделительный диод 4 и то- коограничивающий резистор 15 к выходу делителя 2 напряжения. Вспомогательный источник 9 напряжения включен через замыкающие контакты 11 реле 45 между клеммой 18 и потенциальными питающими вьгаодами усилителя 6 сигнала рассогласования и блока 7 опор- ного напряжения. Питающие входы блока 8 опорного напряжения и блока 12 50 сравнения соединены с клеммами 16 и 17. Сигнальный вход блока 12 сравнения соединен с клеммами 18 и 19, а опорный вход - с выходом блока 8 опорного напряжения. Обмотка 10 реле 55 соединена с клеммами 16 и 17 через ключ 14, управляющий вход которого с помощью блока 13 согласования подключен к выходу блока 12 сравнения.

35

Стабилизатор работает следующим образом.

При отсутствии напряжения на клеммах 16 и 17 напряжения на выходе делителя 2, блока 8 и на обмотке 10 реле равны нулю, контакты 11 разомкнуты, и выход вспомогательного источника 9, напряжения отключен от цепей питания усилителя 6, сигнала рассогласования и блока 7 опорного напряжения.

При подаче напряжения на клеммы 16 и 17 к делителю 2, блоку 8 и одному из вьшодов обмотки 10 реле подводится питающее напряжение. С выхода делителя 2 через резистор 15 и диод 4 напряжение подается на базу регулирующего транзистора 1, а с выхода блока 8 - на опорный вход блока 12 сравнения. Так как регулирукиций транзистор 1 работает в режиме эмит- терного повторителя, то на выходе стабилизатора и на сигнальном входе блока 12 сравнения устанавливается напряжение, величина которого определяется коэффициентом передачи делителя 2, выбранным так, чтобы уровень этого напряжения бьш больше опорного

напряжения блока 8 и меньше минимально/го выходного напряжения усилителя 6

сигнала рассогласования при нормальной работе стабилизатора. На выходе блока 12 сравнения появляется сигнал, отпирающий через блок 13 согласо- вания ключ 12. Последний обеспечивает соединение другого вывода обмотки 10 реле с общей шиной стабилизатора. Реле срабатывает, контакты 11 замыкаются, и напряжение вспомогательного источника 9 поступает на питающие входы усилителя 6 сигнала рассогласования и блока 7 опорного напряжения. Напряжением с выхода усилителя 6 сигнала рассогласования Диод 4 за- крьгоается, и выход делителя 2 напряжения отключается от базы транзистора 1. Стабилизатор работает ка:к известные стабилизаторы компенсационного типа.

Общий коэффициент усиления блока 12 сравнения, блока 13 согласования и ключа 14 выбирается таким, что во всем диапазоне допустимых выход- нь1х напряжений стабилизатора ключ 14 находится в насьш1ении, и обмотка 10 реле при превышении выходным напряжением стабилизатора опорного напряжения блока 8 всегда находится под

напряжением, равным входному напряжению стабилизатора. При исчезновении напряжения на клеммах 16 и 17 или при выходе из строя регулирующего транзистора 1 обмотка 10 реле обесточивается, а контакты 11 размыкаются. Этим предотвращается в указанных режимах появление на выходе стабилизатора напряжения обратной полярности (от .вспомогательного источника 9).

Введение резистора 15 позволяет устранить явление зуммера. Действительно, если анод диода 4 подключить непосредственно к средней точке

делителя 2, то при выходе из строя перехода коллектор - база транзистора 1 или при отсутствии связи между коллектором транзистора 1 и клеммой 16 возникает следующая ситуация. Напряжение со средней точки делителя 2 20 через диод 4 и переход база - эмиттер транзистора 1 поступает на сигнальньш вход блока 12 сравнения. Последний

f5

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовасрабатьшает, контакты 11 реле замыкаются, напряжение на сигнальном вхо-25 тельно в одну из силовых шин, два де блока 12 сравнения понижаются, резистивных делителя напряжения, вход

первого из которых соединен с клеммами для подключения первичного источника питания, а вход второго - с 30 клеммами для подключения нагрузки, два разделительных диода, подключенных одними электродами к базе регулирующего транзистора, усилитель сигнала рассогласования, сигнальный

контакты 11 -реле размьжаются, и процесс повторяется вновь. При наличии резистора t5 указанная ситуация не возникает, поскольку напряжение на блок 12 сравнения при выходе из строя перехода коллектор.- база транзисто-. ра 1 или при отсутствии связи между коллектором транзистора 1 и клеммой ,16 поступает со средней точки делите-35 ° которого соединен с выходом вто- ля напряжения, одно плечо которого делителя напряжения, опорный образовано резистором 15, диодом 4 °« ьпсодом первого блока опор- и переходом база -.эмиттер транзисто- напряжения, а выходной потен- ра-1, а вторьш плечом является дели- Диальный вывод - с другим электродом

4Q первого разделительного диода, вспомогательный источник напряжения, вклю- ченньй через замыкающие контакты реле между клеммой для подключения потенциального вывода нагрузки и по- . тенциальными питающими выводами усилителя сигнала рассогласования и первого блока опорного напряжения, отличающийся тем, что.

тель 3. Можно выбрать разистор 15 таким, что напряжение на сигнальном входе блока 12 сравнения в указанной ситуации меньше опорного напряжения блока 8, и реле не сработает. В то же время при исправном транзисторе 1 его входное сопротивление гораздо больше сопротивления делителя 3, падение напряжения на резисторе 15 мало, напряжение с выхода делителя 2

45

с целью расширения диапазона регупередается на базу транзистора 1 поч-50лирования выходного напряжения, в

тн полностью, блок 12 сравнения «него введены второй блок опорного

реле срабатывают.напряжения, блок сравнения, ключ и

токоограничивающий резистор, причем

Блок 8 опорного напряжения форми-питающие входы второго блока опоррует граничное напряжение, определяю-55ного напряжения и блока сравнения

щее порог срабатывания блока 12 срав- -соединены с клеммами для подключения нения. При этом величина граничного напряжения может быть выбрана в широком диапазоне, определяемом конструкпервичного источника питания, сигнальный вход блока сравнения соединен с клеммами для подключения на-

цией блока 8 и минимально возможной величиной выходного напряжения стаби-. лизатора. Так как напряжение на клеммах 16 и 17 стабилизатора нестабиль- но, то введением блока 8 опорного напряжения достигается стабилизация граничного напряжения блока 12 сравнения, что гарантирует срабатывание последнего при точно заданном превышении выходным напряжением стабилизатора граничного значения. Введением блока 13 согласования, работающего в режиме усилителя выходного сигнала блока 12 сравнения, обеспечивается

достаточньш для открывания ключа 14 входной ток на нижней границе изменения выходного напряжения стабилизатора.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно в одну из силовых шин, два резистивных делителя напряжения, вхо

ченных одними электродами к базе регулирующего транзистора, усилитель сигнала рассогласования, сигнальный

° которого соединен с выходом вто- делителя напряжения, опорный °« ьпсодом первого блока опор- напряжения, а выходной потен- Диальный вывод - с другим электродом

4Q

45

с целью расширения диапазона регусоединены с клеммами для подключения

первичного источника питания, сигнальный вход блока сравнения соединен с клеммами для подключения на-

5 12837306

„грузки, а опорный вход - с выходомблока сравнения, а токоограничиваювторого блока опорного напряжения,щий резистор включен между выходным

:обмотка реле соединена с клеммамипотенциальным выводом первого дедлй подключения первичного источникалителя напряжения и другим элекпитания через ключ, управляющий входj тродом второго разделительного

которого подключен к выходной цепи ,диода.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения. Общий коэффициент усиления блока 12 сравнения, блока 13 согласования и ключа 14 выбирается таким, что во всем диапазоне допустимых выходных напряжений ключ 14 находится в насыщении. Обмотка 10 реле при превышении выходным напряжением опорного напряжения блока 8 опорного напряжения будет находиться под напряжением, равным входному напряжению устройства. Введение в схему токоограничиват ющего резистора 15 устраняет явлен йё зуммера. Блок 8 опорного напряжения формирует граничное напряжение, определяющее порог срабатывания блока 12 сравнения. Введением блока 13 согласования, работающего в релоше усилителя выходного сигнала блока 12 сравнения, обеспечивается достаточный для открывания ключа 14 входной ток на нижней границе изменения выходного напряжения устройства. 1 ил. S сл