Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузок и коротких замыканий Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

со

О) СП

о в5

4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение надежности. При перегрузках по току и коротких замыканиях напряжение, сформированное на датчике 2 тока, открывает усилитель 6, который закрывает регулирующий элемент 1. При этом сначала стабилизируется выходной ток, после чего уменьшаются одновременно выходное напряжение и ток почти до нуля. После устранения перегрузки устройство возвращается в исходное состояние, 1 ил.

г

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры,

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения с за- щитой от перегрузок и коротких замыканий.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 и соединенный с ним последовательно резистор - датчик 2 тока, узел 3 управления, выход которого через резистор 4 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 1 и через диод 5 - к выходу

защитного элемента 6, один вход кото- 20 рестройки защиты, опорное напряжение

рого подключен к выходному выводу и датчику 2 тока, а другой - к средней точке резистивного делителя 7 или 8 напряжения, верхнее плеЧо которого является источником смещения и подключено к месту соединения регулирующего элемента 1 и датчика 2 тока, а к нижнему плечу подключен токостаби- лизирующий элемент, выполненный в виде двухполюсника на транзисторе 9, операционном усилителе 10, резисторе И и источнике 12 опорного напряжения, причем коллектор транзистора 9 является выходом токостабилизирующего элемента, эмиттер транэистора 9 через резистор 11 подключен к общей шине и непосредственно к неинвертирующему входу операционного усилителя 10, ин-

Увеличение надежности объясняется

вертирующии вход которого через ис-

,„ лп тем, что при срабатывании защиты ток, точник 12 опорного напряжения подклю- ,

чен к общей шине.

проходящий через регулируюш 1Й элемент устройства, близок к нулю и мощность рассеяния на регулирующем транзисторе, равная произведению указанного тока на входное напряжение устройства, существенно меньше, чем в рабочем режиме. Таким образом температура регулирующего элемента при срабатывании защиты уменьшается, устройство может находиться в режиме защиты долго и автоматически возвращается в рабочее состояние после снятия перегрузки. Указанные режимы срабатывания защиты характерны для многих случаев gc применения предлагаемого устройства, так как нагрузкой его являются во многих случаях электронные изделия с длительным взаимодействием, для которых характерны необходимость пе-

Устройство работает следующим образом.

При токе нагрузки, меньшем тока срабатывания защиты, напряжение на резисторе - датчике 2 тока меньше, чем напряжение на резисторе 7, поэтому выходное напряжение элемента 6 положительно и диод 5 заперт. Схема защиты в этом режиме не влияет на работу стабилизатора. Причем опорное напряжение защиты на резисторе 7 не зависит в этом случае от величины вьг- ходного напряжения и равно произведению тока коллектора транзистора 9 на сопротивление резистора 7,

При перегрузке или коротком замыкании напряжение на датчике 2 тока

становится больше опорного напряжения схемы защиты и на выходе элемента 6 появляется отрицательное напряжение, открывающее диод 5, Начинает закрываться регулирующий элемент 1, умень- щая выходное напряжение. При уменьшении выходного напряжения от начального до минимального рабочего напряжение источника опорного напряжения остается постоянным и ток нагрузки поддерживается равным максимальному току. Если перегрузка такова, что при уменьшении выходного напряжения до минимальной рабочей величины ток нагрузки не становится меньщим максимального значения, выходное напряжение продолжает уменьшаться. Полностью открывается транзистор 9 пе-

5

5

0

схемы защиты начинает уменьшаться в соответствии с уменьшением выходного напряжения и регулирующий элемент 1 запирается практически до нулевого тока.

Полное открытие транзистора 9 при минимальном рабочем выходном напряжении достигается выбором резистора 8 в соответствии с заданным током коллектора транзистора 9, с учетом падений напряжений на резисторах 11 и 7, а также с учетом минимального выходного напряжения.

При снятии перегрузки процесс про- исходит в обратном направлении и уст ройство автоматически возвращается в исходное состояние.

Увеличение надежности объясняется

тем, что при срабатывании защиты ток, ,

проходящий через регулируюш 1Й элемент устройства, близок к нулю и мощность рассеяния на регулирующем транзисторе, равная произведению указанного тока на входное напряжение устройства, существенно меньше, чем в рабочем режиме. Таким образом температура регулирующего элемента при срабатывании защиты уменьшается, устройство может находиться в режиме защиты долго и автоматически возвращается в рабочее состояние после снятия перегрузки. Указанные режимы срабатывания защиты характерны для многих случаев применения предлагаемого устройства, так как нагрузкой его являются во многих случаях электронные изделия с длительным взаимодействием, для которых характерны необходимость пе-

риодическои тренировки и отклонения потребляемых токах в режимах трани- ровки, настройки, регламента, смена изделий с длительным взаимодействием в процессе эксплуатации из-за низкой надежности.

Таким образом, режимы защиты являются рабочими для предлагаемого устройства и надежность работы аппаратуры с применением предлагаемого устройства увеличивается.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с запдатой от перегрузок и коротких замыканий, содержащий датчик тока, последовательно соединенный с ним регулирующий элемент, резистивный де- литель напряжения, верхнее плечо которого является источником смещения и подключено к месту соединения регулирующего элемента и датчика тока, защитный элемент, подключенный одним входом к выходному выводу и датчику

20

365064

тока, другим - к средней точке резис- тивного делителя напряжения, а выход подключен к управляющему входу регу-

лирующего элемента и выходу узла управления, токостабилизирутощий элемент, включенный между нижним плечом резис- тинного делителя напряжения и общей шиной, отличающийся тем,

10 что, с целью повышения надежности, токостабилизирующий элемент выполнен в виде двухполюсника, состоящего из транзистора, коллектор которого со единен с нижним плечом резистивного

15 делиТ еля напряжения, резистора, операционного усилителя и источника опорного напряжения, причем эмиттер указанного транзистора через резистор подключен к общей шине, база - к выходу операционного усилителя, неин- вертирующий вход которого соединен с эмиттером транзистора, а инвертирую щий вход соединен с одним выводом источника опорного напряжения, другой вьгеод которого соединен с общей щиной.

25