Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

10

ts

20

25

1396133

; Изобретение относится к электро- т хнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - расширение области применения.

На чертеже представлена принципиг альная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения

: Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на силовом регулирую- транзисторе 2, колшектор которо- тЬ подключен к входной.шине 3, а эмиттер - к выходному корректирующв Цу конденсатору 4 и выходной шине 5, согласующий транзистор 6 регулирующего элемента 1, эмиттер которого подключен к базе силового регулирую- iii;ero транзистора 2, коллектор - к миттеру первого транзистора 7 заш,и ы управляемого источника 8 тока и ерез датчик 9 тока к входной шине и эмиттеру второго транзистора 10 ащиты, база и коллектор которого бъединены и подключены к базе первого транзистора 7 и второму вьшоду то- остабилизирующего двухполюсника I1, оторьй выполнен, например, на поле- Эом п-канальном транзисторе 12, пер- йьй вывод которого подключен к первоу выводу двухполюсника 3 запуска, оторьй выполнен, например, на по-- еледовательно соединенных конденса- tope 14 и резисторе 15 и имеет вы- йод, подключенньй к общей шине, двухполюсник 16 защиты, первый вывод которого подключен к базе согласующего транзистора 17, а второй - к первому Выводу двухполюсника 13 запуска, коллектор транзистора 17 подключен К общей шине, а эмиттер - к точке соединения катода диода 18, анод ко- торого подключен к выходной шине 5, а катод соединен с вторым выводом согласующего двухполюсника 19, пер- вьм вывод которогоподключен к управляющему выводу регулирующего элемента 1 и коллектору первого транзистора 7 защиты управляемого источника 8 тока, узел 20 согласования, в котором эмиттер и база первого транзистора 21 объединены соответственно с этчиттером и базой второго . транзистора 22, объединенные эмиттеры являются его выходом и подключены к базе согласующего транзистора 17, объед - - ненные базы являются его входом и подключены через резисор 23 к общей

30

35

40

45

50

55

шин ра к в гла чен ра шин ста уси ти ния ром ист вто общ

ния

ист зат рав лит под нап тел дит де тен гла дан тел дин ра ка пол мен вхо ток люс го ток по тра дву одн цеп тер нов цип эле зар кон ста тел ход жит пад

0

s

0

5

0

5

0

5

0

5

шине и коллектору второго транзистора 22 данно-го узла и непосредственно к выходу усилителя 24 сигнала рассогласования, вывод которого подключен к коллектору первого транзистора 21 узла 20 согласования и входной шине 3, а общий вывод - к общей шине стабилизатора, управляющие входы усилителя 24 подключены по отдельности к делителю 25 выходного напряжения, выполненному на первом 26 и втором 27 резисторах, и первому выводу источника 28 опорного напряжения, второй вывод которого подключен к общей шине.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При подаче напряжения первичного источника на входную шину 3 стабилизатора напряжение на выходной шине 5 равно нулю. Напряжение на входе усилителя 24 сигнала рассогласования, подключенном к делителю 25 выходного напряжения, также равно нулю Усили- тель 24 сигнала рассогласования входит в ограничение, т,е„ на его выходе - максимальный положительный потенциал, который через узел 20 со- гла.сования, представляюш гй собой в данном случае эмиттерный повторитель , прикладывается к точке, соединения базы согласующего транзистора 1 7 и первого вывода двухполюсника 16 защитыо Транзистор 17 и двухполюсник 16 защиты закрыты Одновременно с появлением напряжения на входной шине 3 начинает протекать ток заряда конденсатора 14 двухполюсника 13 запуска, величина которого определяется величиной тока через токостабилизирующий двухполюсник 11, по цепи: эмиттер-коллектор второго транзистора 10, токостабилизирующий двухполюсник 11, первьй резистор 15; одновременно течет ток элемента 1 по цепи: датчик 9 тока, переход эмиттер - коллектор транзистора 7 (в основе работы которого заложен принцип токового зеркала).Регулирующий элемент 1 открывается, и начинает заряжаться выходной корректирующий конденсатор 4„ При достижении уровня стабилизируемого напряжения усилитель 24 сигнала рассогласования выходит Из реш1ма ограничения и положительный потенциал на его выходе падает, также падает потенциал в

3

точке соединения базы транзистора 17 и первого выпода двухполюсника 16 защиты, последний открывается и приоткрывается согласующий транзистор 17, Начинают протекать токи по цепи датчик 9 тока, переход эмиттер - кол лектор транзистора 7, согласующий двухполюсник 19, переход эмиттер - коллектор транзистора 17 и по цепи: переход эмиттер - коллектор второго транзистора 10, токостабилизирующий двухполюсник 1I, двухполюсник 16 защиты, переход эмиттер - коллектор втрого транзситора 22 узла 20 согласо- ванияо Таким образом уменьшается ток управляющего входа регулирующего элемента.1, он призакрывается. Цепь обратной связи замкнута, стабилизатор переходит в режим стабилизации выходного напряжения

При кратковременном увеличении тока нагрузки стабилизатора выше максимально допустимой величины, например при подк.шочении нагрузки ем- костного характера, ток коллектора транзисора 6 резко возрастает, следовательно, увеличивается падение напряжения на датчике 9 тока, при этом транзистор 7 и регулирующий элемент 1 призакрьшаютсяо Напряжение на выходной шине 5 уменьшается. Усилитель 24 входит в ограничение, и положительный потенциал его выхода передается через узел 20 согласования в точку соединения базы транзистора 17 и первого вывода двухполюсника 16 защиты; двухполюсник 16 защиты и .транзистор 17 закрываются В этот момент начинает протекать ток заряда конденса- тора 14 двухполюсника 13 запуска Этот ток протекает по цепи, состоящей из перехода эмиттер - коллектор транзиетора 10, токостабилизирующего двухполюсника 11 и резистора 15 Че- рез регулирующий элемент 1 продолжает протекать ограниченный ток заряда емкости нагрузки Постоянная времени двухполюсника защиты такова, что позволяет емкости нагрузки зарядить- ся до величины стабилизируемого выходного напряжения. По окончании заряда стабилизатор возвращается в устойчивое рабочее состояние, при котором осуществляется стабилизация выходного напряжения

При коротком замыкании на выходе стабилизатора напряжение на управ34

ляющем входе усилителя 24 сигнала рассогласования становится равным нулю, вследствие чего усилитель 24 входит в ограничение, Тое на его выходе поАвляется максимальный-положительный потенциал, который через узел 20 согласования прикладывается к точке соединения базы транзистора 17 и вывода двухполюсника 16 защиты; транзистор 17 и двухполюсник 16 защиты закрьшаются, В этот момент начинает дозаряжаться конденсатор 14 током, протекающим по цепи: эмиттер - коллектор транзистора 10, токостабилизирующий двухполюсник 1I, резистор 15,

Через регулирующий элемент 1 про- TBfcaeT ограниченный ток короткого замыкания. Если короткое замыкание на выходе стабилизатора устранено до полного заряда конденсатора 14 двухполюсника 13 запуска (интервал определяется постоянной двухполюсника запуска), то стабилизатор снова перейдет в устойчивое состояние, если не устранено, то стабилизатор остается в нерабочем состоянии Чтобы привести стабилизатор в рабочее состояние необходимо снять с входной шины 3 напряжение первичного источника, устранить причину короткого замыкания на выходе стабилизатора, после чего при подаче на входную шину 3 напряжения первичного источника на выходной шине 5 появляется стабилизированное напряжение о

При уменьшении величины напряжения первичного источника на входной шине 3 стабилизатора ниже уровня, обеспечивающего нормальную работу стабилизатора, напряжение на выходной шине 5 падает, дальнейшая работа, схемы аналогична случаю при коротком замыкании на выходе стабилизатора. При увеличении напряжения первичного источника до уровня, обеспечивающего нормальную работу стабилизатора, стабилизатор снова переходит в устойчиое рабочее состояние

При отключении входной шины 3 стабилизатора от первичного источника апряжение снимается с вывода питаия усилителя 24 сигнала рассогласоания и входа питания узла 20 согласования. Потенциал на выходе усилиеля 24 сигнала рассогласования стаовится равным нулюг. Диод 18 откры5 3

вается. Открывается также транзистор 17, его базовый ток протекает по це- Ьи: диод 18, переход эмиттер - база транзистора 17, переход эмиттер - коллектор транзистора 22 узла 20 согласования, ток базы которого протекает через резистор 23о Ток разряда выходного корректирующего конденсатора протекает по цепи: диод 18, переход эмиттер - коллектор транзис- |гора 17, Таким образом осуществляет- Ья разряд выходного корректирующего Конденсатора А при снятии первичного Напряжения питания стабилизатора.

Благодаря введенным средствам Обеспечения защиты стабилизатора от JcopoTKoro замыкания и перегрузки по Току защиты от воздействия понижен- loro выходного напряжения при умень- 41ении величины входного напряжения иже допустимого уровня, осуществляется быстрый разряд выходного корректирующего конденсатора при снятии входного напряжения, а также появля- ётся возможность подключения нагрузки емкостного характера к выходу стабилизатора, работающего на холостом ХОДУ, что позволяет расширить область применения стабилизаторао

формула изобретения

1, Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий, регулирующий эле- йент, подключенный коштектором сило- фого транзистора к входной шине, а эмиттером - к выходной, управляющим Входом - к первому выводу согласую- iftero двухполюсника, выходной коррек- Фируюпщй конденсатор и делитель выходного напряжения, подключенные между выходной.и общей шинами, токоста- билизирующий двухполюсник, усилитель сигнала рассогласования,; управляющие йходы которого по отдельности подключены к делителю выходного напряжения и источнику опорного напряжения.

36

диод, согласующий транзистор, коллектор которого подключен к общей шине, а эмиттер - к второму выводу согласующего двухполюсника и через диод к, выходной шине, отличающий с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены управляемый источник тока, двухполюсник запуска, двухполюсник защиты, узел согласования, а регулирующий элемент вьтолнен по схеме составного транзистора, при этом узел согласования первым управляющим входом подключен к вьгходу усилителя рассогласования, вторьм управляющим входом - к общей шине, а выходом - к базе согласующего транзистора и первому выводу двухполюсника защиты, второй вывод которого подключен к первым выводам двухполюсника запуска и токо- стабилизирующего двухполюсника, вторые выводы которых подключены по отдельности соответственно к общей шине и первому входу управляемого источ- , ника тока, второй вход которого подключен к коллектору согласующего транзистора регулирующего элемента, третий вход - к входной шине, а выход - к управляющему входу регулирующего элементао

2о Стабилизатор по nd, о ;.т л ичающийся тем, что управляемый источник тока выполнен на первом и втором транзисторах защиты, причем базы этих транзисторов объединены и подключены к коллектору второго транзистора защиты и являются первым входом управляемого источника тока, эмиттер первого транзистора защиты является его вторым входом, эмиттер второго транзистора защиты, подключенный через датчик тока к эмиттеру первого транзистора защиты - третьим его входом, а коллектор первого транзистора защиты является выходом уп- равляемого источника тока.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения. При возникновении перегрузки по току или коротком, замыкании на выходе сигнал с датчика 9 тока обеспечивает через тразистор 7, который подзапирается, соответствующее запирание регулирующего элемента 1 Усилитель 24 сигнала рассогласования входит в режим ограничения, вследствие чего закрываются двухполюсник 16 защиты и согласующий транзистор 17, а конденсатор 14 двухполюсника 13 начинает заряжаться; через регулирующий элемент 1 протекает ограниченный ток. Постоянная времени заряда конденсатора 14 определяет длительность действия кратковременной перегрузки. При уменьшении входного питающего напряжения ниже определенного уровня напряжение на выходной шине 5 уменьшается, что вызывает действие защиты, аналогичное указанному. Устранение факторов кратковременной перегрузки приводит к возобновлению нормальной работы стабилизатора. При отключении питающего напряжения от входной шины 3 выходной конденсатор 4 разряжается через диод 18« 1 з,п, ф-лы, 1 ил. СЛ СО со о