Узел защиты интегрального стабилизатора напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

113174

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в устройствах, вторичного электропитания; No KpoMoniHoft радиоэлектронной аппаратуры.5

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора путем предотвращения перегрузки по рассе- . иваемой мощности.

На чертеже представлена принципи- Ш альная электрическая схема предлагаемого устройства.

Узел защиты интегрального стабилизатора напряжения содержит первый .двухколлекторный 1 и второй трех- 15 коллекторный 2 биполярные р-п-р-тран- зисторы, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и шестой 6 МОП-транзисторы, причем транзистор 1 выполняет роль последовательно регулирующего злемен- 20 та стабилизатора, при этом его база и база транзистора 2 соединены с выходом усилителя 7 сигнала рассогласования, эмиттер транзистора 1 через первый резистор 8 подключен к вход- ной ишне 9, с которой также соединен змиттер -транзистора 2, первый коллектор 10 транзистора 1 и первый коллектор 11 транзистора 2 объединены и подключены Jc выходной шине 12. Вто- -30 рой коллектор 13 транзистора 1 подключен к соединенным затвору и стоку транзистора 3 и затвору транзистора 4, сток которого соединен с вторым коллектором 14 транзистора 2, с зат- 35 вором и стоком транзистора 5 и с затвором транзистора 6. Истоки транзисторов 3-6 подключены к общей шине. Предлагаемое устройство содержит также седьмой 15, восьмой 16 и 40 девятый 17 МОП-транзисторы, первый 18 и второй 19 стабилитроны, второй 20 jj третий 21 резисторы, причем исто- ки транзисторов 15 и 16 объединены

и подключены к третьему дополнитель- 45 ному 22 коллектору транзистора 1. Сток транзистэра 15 соединен со .стоком транзистора 4, затвор транзистора 15 соединен с общей.шиной и через резистор 20 с затвором транзисто- lO pa 17,затвор которого связан с выходной шиной 12, а исток через последовательно соединенные стабилитроны 18 и 19 и резистор 20 подключен к входной шине 9. Сток транзистора 16 соедит55 нен со стоком транзистора 3.

I

Устройство работает следующим образом.

182

При изменении тока нагрузки в диапазоне 0 (где Хнз ток нагрузки, при котором срабатывает узел защиты) ток коллектора 13 транзистора 1 превышает ток коллектора 14 транзистора 2,, токи стоков транзисторов 15 и 16 равны и взаимно компен- сирзпотся.

Падение напряжения сток-исток транзистора 4 меньше порогового напряжения затвор-исток транзистора 6. Транзистор 6 находится в обесточенном состоянии и не влияет на рабо.ту схемы.При токе нагрузки 1, I „, ток коллектора 13 транзистора 1 становится равнымтоку коллектора 14 транзистора 2. Дальнейшее увеличение тока нагрузки приводит к тому, что ток коллектора 14 транзистора 2 начи нает превьш ать ток коллектора 13 транзистора 1. При этом транзистор 4 переходит в режим насьпцения тока стока, резко возрастает его падение напряжения сток-исток, транзистор 6 переходит в активный режим работы и воздействует на дополнительный вход усилителя 7 сигнала рассогласования, ограничивая тем самым выходной ток стабилизатора. При перегрузке по входному напряжению или коротком замыкании на выходе стабилизатора, когда

U.X-USH X UCT.

...UCT.;и

in /

где Up напряжение стабилизации i-ro стабилитрона.

Л

Uj|., - пороговое напряжение затвор-исток,

токи стоков транзисторов 15 и 16 перераспределяются пропорционально разности напряжений вход-выход, причем ток стока транзистора f5 возрастает, а транзистора 16 убывает, что сдвигает порог срабатьтания узла защиты в сторону меньших токов нагрузки, чем и обеспечивается защита стабилизатора от перегрузки по рассеиваемой мощности.

Для обеспечения эффективной работы узла защиты необходимо, чт обы в диапазоне токов нагрузки 0 Т.1 транзистор 1 имел большую крутизну проводной характер .НС тики, чем транзистор 2, т.е. имеп большую площадь перехода эмиттер-база. При токах нагрузки 1ц 7/ крутизна проходной характеристики транзистора 1

313174

должна быть меньше крутизны транзистора 2, что достигается включением резистора 8 в эмиттерную цепь транзистора 1. При этом отношение токов эмиттеров транзисторов 1 и 2 изме- г няется при изменении напряжения эмиттер-база транзистора, в соответствии с формулой

N г I .

1Э1

Ri V J

де

Ч«

,/S,

,

токи эмиттеров транзисторов 1 и 2 соответственно, отношение площадей эмиттеров транзисторов 1 и 2, температурный потенциал.

Таким .образом, предлагаемый узел защиты позволяет предотвратить выход из строя интегрального стабилизатора напряжения не только в случае перегрузки по выходному току, но и при перегрузке по рассеиваемой мощности..

Формула изобретения

Узел защиты интегрального стабилизатора напряжения, выполненного на первом многоколлекторном биполярном транзисторе р-п-р-типа в качестве последовательного регулирующего эле- мента и усилителя сигнала рассогласования, содержащий второй многоколлекторный биполярный транзистор р-п-р-типа, а также третий, четвертый, пятый и шестой ШП-транзисто- ры, при этом базы первого и второго

Редактор Т.Парфенова

Составитель В.Есин

Техр ед А.Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 2423/43Тираж 863 Подписное.

ВНИИПИ Государственного ко-гштета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. УжгороДдул Проектная, 4

г

O

5

0

5

0

5 0

18-4

транзисторов соединены с выходом усилителя сигнала рассогласования, эмит-;- тер первого транзистора через первый резистор подключен к входной гаине, к эмиттеру второго транзистора, первые коллекторы первого и второго транзисторов подключены к выходной шине,- второй коллектор первого транзистора подключен к соединенным затвору и стоку третьего транзистора ; и к затвору четвертого транзистора, сток которого соединен с вторым коллектором второго транзистора, с затвором и стоком пятого транзистора и с затвором шестого транзистора, истоки третьего, четвертого, пятого и шестого транзисторов подключены к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повьшения надеж-- ности стабилизатора путем предотвращения перегрузки по мощности, введены седьмой, восьмой и девятый МОП-транзисторы, -первый и второй стабилитроны, второй и третий резисторы, причем первый транзистор выполнен трех- коллекторным, истоки седьмого и восьмого транзисторов объединены и подключены к третьему коллектору первого транзистора, сток седьмого транзистора соединен с стоком четвертого транзистора, затвор седьмого транзистора соединен с общей шиной и через второй резистор - с затвором восьмого и стоком девятого транзисторов, затвор которого связан с выходной шиной, а сток через последовательно соединенные первый и второй стабилитроны и третий резистор подключен к входной шине, сток восьмого транзистора соединен с стоком третьего транзистора.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения .является повышение надежности стабилизатора путем предотвращения перегрузки по мощности. При изменении тока нагрузки ток коллектора 13 транзистора 1 превьшает ток коллектора 14 транзистора 2, токи стоков транзисторов 15 и 16 равны и взаимно компенсируются. Падение напряжения сток-исток транзистора 4 меньше порогового напряжения затвор-исток транзистора 6. Транзистор 6 находится в обесточенном состоянии и не влияет на работу схемы. Дальнейшее увеличение тока приводит к переходу транзистора 4 в режим насыщения стока. Транзистор 6 переходит в активный режим, воздействует на вход усилителя 7, ограничивая тем самым входной ток стабилизатора. При коротком замыкании токи стоков транзисторов 15 и 16 перераспределяются пропорционально разности напряжений вход-выход. Это сдвигает порог срабатывания узла защиты в сторону меньших токов нагрузки, чем обеспечивается защита от перегрузки по рассеиваемой мощности. 1 ил.9 i : X