Стабилизатор двухполярного напряжения постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G05F1/565 

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств связи, автоматики и вычислительной техники.

Цель .изобретения - повышение эффективности защиты и повышение надежности работы путем получения S- образной характеристики и синхронного уменьшения выходных напряжений при перегрузке или коротком замыкании одного из выходов.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема стабилизатора двухполярного напряжения постоянного тока.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент, вьшолненный из включенных в минусовую шину регулирующего транзистора 1 и противоположного типа проводимости согласующего транзистора 2, схему ограничения тока, состоящую из диода 3, включенного между коллектором, регулирующего 1 и эмиттером согласующего 2 транзисторов и токозадающего элемента - резистора 4, включенного между общей им- ной и эмиттером транзистора 2, коллектор которого соединен с эмиттером транзистора 1, Противоположный регулирующий элемент и схема ограничения тока выполнены соответственно на транзисторах 5и6 и диоде 7, резисторе 8. Связи между элементами 5-8 аналогичны вьшхеупомянутым. Усилительно-сравнивающий узел канала стабилизации отрицательного напряжения содержит источник 9 опорного напряжения, включенный последовательно с делителем 10 напряжения, средняя точка которого соединена- с инвертирующим входом усилителя 11, вькод которого соединен с выводом стабилитрона 12, Усилительно-сравнивающий .узел канала стабилизации положительного напряжения содержит делитель 13 напряжения, усилитель 14 и стабилитрон 15, Питающие выходы усилителей 11 и 14 соединены с соответствующими разнополярными выводами.

В каждом стабилизаторе между .эмиттерами транзисторов 1 и 5 и базами транзисторов 2 и 6 включены резисторы 16 и 17 соответственно. Между базами транзисторов 2 и 6 и другими выводами стабилитронов 12 и 15 включены в прямом направлении

5

0

5

0

5

0

5

0

5

диоды 18 и 19, Транзисторы 20 и 21 подключены базами к выходным шинам, эмиттерами - к точкам соединения диодов 18 и 19 и стабилитронов 12 и 15, коллекторы - к противоположным точкам соединения диодов 19 и 18 и баз транзисторов 6 и 2 соответственно.

С целью сохранения величины тока ограничения на одном уровне при изменении выходных напряжений в широких пределах токозадающий элемент может быть выполнен в виде генератора тока на полевом или биполярном транзисторе.

Стабилизатор двухполярного напряжения постоянного тока работает следующим образом.

При включении стабилизатора за счет тока, протекающего через резисторы 16 и 17, открываются согласующие транзисторы 2 и 6 и, соответственно, регулирующие транзисторы 1 и 5. На выходах стабилизатора появляются разнополярные напряжения. Неинвертирующие входы усилителей рассогласования 11 и 14 заземлены, т.е. подаваемые на них напряжения равны нулю. Между источнико м 9 опорного напряж.-Ения и отрицательным выходом включен первый резисторный делитель 10, а между положительным и отрицательным выходами - второй резисторный делитель ,13, напряжения со сред- точек которых подаются на инвертирующие входы соответствующих уси- лителей рассогласования 11,14. Следовательно, B.установившемся режиме потенциалы средних точек делителей

10и 13 должны быть равны нулю. Если этого нет, на выходах усилителей

11и 14 появляются сигналы рассогласования, которые воздействуют на регулирующие элементы 1 и 5 стабилизатора таким образом, чтобы выходные напряжения изменились в соответствующую сторону, а напряжения на инвертирующих входах усилителей 11 и 14 пришли бы к нулю. При этом напряже- ние на положительном выходе равно

по абсолютной величине напряж ению на отрицательном выходе.

Схема защиты стабилизатора работает следующим образом.

В установившемся режиме токи, протекающие через токозадающие элементы 4 и 8, распределяются на токи, про- текающрш через диоды 3 и 7 и переходы эмиттер-база согласующих транзисj. них

312

торов 2 и 6, Дополнительные транзисторы 20 и 21 при этом закрыты напряжением, выделяющимся на диодах 18 и 19 (и R; 0,6-0,7 В), и не оказывают влияния на работу схемы.

При некотором значении тока на - грузки одного из выходов, определяемом величиной тока, протекающего через токозадающий элемент (в простейшем случае - резистор А или 8) и ве- личиной коэффициента усиления по току регулирующего транзистора 1(5), диод 3 (7) обесточивается. При дальнейшем увеличении нагрузки выходное напряжение начинает уменьшаться, при этом происходит открывание транзистора 20 (21), что приводит к понижению потенциала базы согласующего транзистора 6 (2), а это ведет к синхронному уменьшению выходного на- пряжения противоположной полярности.

При коротком замыкании одного из выходов стабилизатора напряжение на другом выходе также близко к нулю. Величина остаточного тока (тока короткого замыкания выхода) определяется величиной падения напряжения на диоде 18 (19), номиналом резистора 4 (8) и величиной коэффициента усиления по току регулирующего транзистора 1 (5) и в десятки раз меньше тока ограничения стабилизатора.

При устранении состояния перегрузки выхода стабилизатора автоматичес ки возвращается в нормальный режим работы. При отсутствии диодов 18 и 19 схема переходит в триггерный режим работы и требует применения специальной цепи запуска.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность защиты и надежность работы стабилизатора в результате получения S-образной характеристики защиты и синхронного уменьшения выходных наСоставитель Г.Мачавариани Редактор Л.Пчолинская Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 386/53Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

5

20

25

30

35

40

721

пряжений при перегрузке или коротком замыкании одного из выходов.

Формула изобретения

Стабилизатор двухполярного напряжения постоянного тока, содержащий два канала стабилизации отрицательного и положительного напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего и согласующего транзисторов противоположного типа проводимости, токозадающего элемента, диода, резистора, усилительно-сравнивающего узла, причем регулирующий транзистор эмиттером подключен к входной клемме, коллектором - к выходной клемме базой -.к коллектору согласующего транзистора, подключенного базой через резистор к.входной клемме, а эмиттером через диод и резистор - к выходной клемме и общей шине соответственно, усилительно-сравнивающий узел подключен питаюи 35ми выводами к выходным разнополярным клеммам, о т- личаюрийся тем, что, с целью повьщ1ения эффективности защиты и повышения надежности, в-каждый канал стабилизации введены диоды, включенные в прямом направлении, и транзистор защиты, причем транзистор заш1тты канала стабилизации отрицательного напряжения базой подключен к выходной минусовой клемме, эмиттером - к выходу усилительно-сравнивающего узла и через диод к базе согласующего транзистора, коллектором - к базе согласующего транзистора канала стабилизации положительного напряжения, транзистор защиты канала стабилизации положительного напряжения базой подключен к выходной плюсовой клемме, эмиттером - к выходу усилительно-сравнивающего узла и через диод к базе согласующего транзистора, коллектором - к базе согласующего транзистора канала стабилизации отрицательного напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания устройств связи, автоматики и вычислительной техники. Цель - повышение эффективности защиты и повышение надежности работы. Для достижения поставленной цели в каждую из шин двухполярного источника введены диод (18, 19) и транзистор защиты (20,21). При перегрузке по току диод 3 обесточивается, транзисторы