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

Изобретение относится к электро- технике, в частности к стаби-пизирова ным источникам электропитания, может быть использовано для питания радио- электронной аппаратуры и в автоматике и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1145327.

Цель изобретения - повьпйение надежности стабилизатора. .

На чертеже дана принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения .

. Стабилизатор содержит первый регулирующий транзистор 1, включенный 1между входным и выходным выводами, выходной корректирующий конденсатор 2 и делитель выходного напряжения, выполненный на резисторах 3 и 4, включенньпс между выходным выводом и общей шиной стабилизатора„

Между коллектором и базой транзистора 1 включен токостабилизирующий двухполюсник 5. База транзистора 1 также подключена к соединенным между собой эмиттером, второго 6 и третьего 7 регулирующих транзисторов, причем база транзистора 7 подключена через дополнительньй токостабилизирующий двухполюсник 8 к коллектору транзис- тора 1, а его коллектор - к эмиттеру транзистора 1. Усилитель 9 сигнала рассогласования инвертирующим входом подключен к отводу делителя выходного напряжения, неинвертйрующим входом - к источнику 10 опорного напряжения, а выходом соединен с -базой тразистора 6, коллектор которого подключен к общей шине стабилизатора, к которой подключен также затвор полевого транзистора 11, исток которого подключен к базе третьего регулирующего транзистора 7, а сток - к кол- .лектору первого регулирующего тразис тора 1.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

В установившемся режиме третий регулирующий транзистор 7 работает в инверсном режиме, так как к нему приложено напряжение обратной для него полярности с эмиттерного перехода первого регулирующего транзистора 1. К переходу затвор - исток полевого транзистора 11 приложено напряжение Uj , равное по величине

- аы.о .

-напряжение на выходе стабилизатора;

- напряжение на переходе база-коллектор транзистора 7,

и

где и.

зи

5

где U, g

Q 5

Полевой транз 1стор 11 не будет оказывать влияния на работу стабилизатора постоянного напряжения, если выполняется следующее условие:

(1)

/

I и.

3WOTC

3U ОГГЙ

- напряжение отсечки полевого транзистора 1.

Выполнить на практике условие (1) не представляет трудностей, так как полевые транзисторы имеют небольшую ве личину напряжения отсечки (единицы вольт). Таким образом, в установившемся режиме полевой транзистор 11 закрыт и не оказьгеает влияния на работу стабилизатора.

Третий регулирующий транзистор 7 не оказывает влияния на работу стабилизатора, если величина тока первого токостабилизирующего двухполюсни- йса 5 выбрана, исходя из следующего неравенства:

5

OZ

}

U7

1нг1ог(1 + 2.) (2)

мин

Q 5

где

5

о

ог

0

(ммн

гит

ток первого токостабили- зирзлощего двухполюсника 5; ток второго токостабилизирующего двухполюсника 8; ток нагрузки стабилизатора (включая ток через де литель выходного напряжения;) ;

коэффициент передачи тока базы первого регулирующего транзистора 1; коэффициент передачи тока базы третьего регулирующего транзистора 7 при работе его в инверсном ре- жим,е.

55

При выполнении условия (2) инверс- 50 но включенньй третий регулирующий транзистор 7 практически насыщен, и через него в нагрузку стабилизатора протекает ток, равный по величине

1. Через первый регулирующий транзистор 1 в нагрузку протекает ток

(Ь7)Во время переходного процесса,вызванного, например, уменьшением величины опорного напряжения, усилитель 9 сигнала рассогласования на выходе формирует сигнал управления, приводя- щий к уменьшению величины напряжения база-эмиттер регулирующего транзистора 1 (транзистор 1 призакрьтается). Третий регулирующий транзистор 7 по- прежнему работает в инверсном режиме, Как только напряжение на эмиттерном переходе первого регулирующего транзистора 1 начнет менять полярность на противоположную, третий регулирующий транзистор 7 выходит изминверс- ного режима работы и приоткрывается. Так как транзистор 7 включен парал- лельно эмиттерному переходу регулирующего транзистора 1, то в схеме развивается лавинообразный процесс, при-20 При этом ток коллектора третьего ре- водящий к закрытию первого регулирую- гулирующего транзистора 7 возрастает щего транзистора 1 и открытию третьего регулирующего транзистора 7. Эмит- терный ток второго регулирующего трай- 25

по величине и становится равным току первого токостабилизирующего двухполюсника 5. Первый регулирующий транзистор 1 закрьшается. Остаточный ток короткого замыкания равен току через инверсно включенный третий регулирующий транзистор 7. После устранения короткого замыкания в нагрузке для

зистора 6 резко возрастает по вели

по величине и становится равным току первого токостабилизирующего двухполюсника 5. Первый регулирующий транзистор 1 закрьшается. Остаточный ток короткого замыкания равен току через инверсно включенный третий регулирующий транзистор 7. После устранения короткого замыкания в нагрузке для

чине. Выходной корректирующий конденсатор 2 быстро разряжается током, пво- текающим через третий 7 и второй 6 регулирующие транзисторы.

После разряда выходного корректи- 30 приведения стабилизатора в режим ста рующего конденсатора 2 третий регу- билизахщи выходного напряжения необ- лирующий транзистор 7 переходит в ходимо кратковременно отключить ег о инверсный режим работы, а первый ре- источника питания или уменьшить гулирующий транзистор 1 открывается. потребляемый нагрузкой ток до вели- Таким образом,осуществляется переход 5 чины тока включения, с большого уровня стабилизируемого g предлагаемом стабилизаторе пос- напряжения на меньший.

При скачкообразном увеличении соп- противления нагрузки (импульсном токе потребления) напряжение на выходе 40 стабилизатора вначале возрастает, а затем быстро снижается до первоначального значения. Этот случай по ха- .рактеру процессов, происходящих в

45

тоянного напряжения обеспечивается быстродействующая запщта выхода стабилизатора от короткого замыкания и перегрузки по току, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

схеме стабилизатора, аналогичен рассмотренному случаю уменьшения величины опорного напряжения.

При возникновении короткого замыкания или перегрузки по току на выходе стабилизатора ток через первый ре-50 подключен к входному выводу стабили- гулирующий транзистор 1 в первый мо- затора, исток - к базе третьего регу- мент времени достигает максимальной лирующего транзистора, а затвор - к

Стабилизатор постоянного напряжения по авт,св„ № 1145327, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен полевой транзистор, сток которого

величины I,

которая может быть

ВНИИПИ Заказ 3107/42 Тираж 863-Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

определена в соответствии со следующим выражением:

1м«кс ) . (3)

где р - коэффициент передачи тока базы первого регулирующего транзистора 1;

Ij,I - величины тока соответственно первого 5 и второго 8 токостабилизирующих двухполюсников ;

ц7 коэффициент передачи тока базы третьего регулирующего транзистора 7 при работе его в инверсном режиме.

Напряжение на выходе стабилизатора резко уменьшается, что приводит . к открытию полевого транзистора 11.

20 При этом ток коллектора третьего ре- гулирующего транзистора 7 возрастает 25

по величине и становится равным току первого токостабилизирующего двухполюсника 5. Первый регулирующий транзистор 1 закрьшается. Остаточный ток короткого замыкания равен току через инверсно включенный третий регулирующий транзистор 7. После устранения короткого замыкания в нагрузке для

30 приведения стабилизатора в режим ста билизахщи выходного напряжения необ- ходимо кратковременно отключить ег о источника питания или уменьшить потребляемый нагрузкой ток до вели- 5 чины тока включения, g предлагаемом стабилизаторе пос-

приведения стабилизатора в режим ста билизахщи выходного напряжения необ- ходимо кратковременно отключить ег о источника питания или уменьшить потребляемый нагрузкой ток до вели- чины тока включения, g предлагаемом стабилизаторе пос-

тоянного напряжения обеспечивается быстродействующая запщта выхода стабилизатора от короткого замыкания и перегрузки по току, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

подключен к входному выводу стабили- затора, исток - к базе третьего регу- лирующего транзистора, а затвор - к

Стабилизатор постоянного напряжения по авт,св„ № 1145327, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен полевой транзистор, сток которого

общей шине.

Подписное

Изобретение относится к электротехнике. Цель - повьшение надежности стабилизатора за счет обеспечения защиты его от коротких замыканий и перегрузок по току. Стабилизатор постоянного напряжения содержит йервый регулирующий транзистор 1, выходной корректирующий конденсатор 2, делитель выходного напряжения, выполненный на резисторах 4 и 3, токостаби- лизирующий двухполюсник 5, второй 6 и третий 7 регулирующие транзисторы, дополнительный токостабилизирующий двухполюсник 8, усилитель 9 сигнала рассогласования, источник 10 опорного напряжения и полевой транзистор 11. При возникновении к.з. или перегрузки по току на выходе стабилизатора ток через регулирующий транзистор 1 в первый момент времени достигнет максимальной величины. Напряжение на выходе резко уменьшится, что приведет к открыванию транзистора 11. При этом ток коллектора tpaнзиcтopa 7 возрастет и станет равным току токо- стабшшзирующего двухполюсника 5. . Транзистор 1 закроется-. Остаточный ток к.з. равен току через .инверсно включенный транзистор 7. После устранения к.з. для приведения стабилизатора в режим стабилизации выходного напряжения необходимо кратковременно отключить его от источника питания. 1 ил. I (Л