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

ел

4

|С ю

to

гч

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при проектировании источников электропи™ тания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1385126.

Цель изобретения - обеспечение за- 1щиты от повьшения выходного напряже- :ния и обрьгаа нагрузки и повышение на- |дежности.

На чертеже представлена принципи- альная схема стабилизатора.

Стабилизатор постоянного тока со- 1держит включенные последовательно в :силовую шину транзисторный регулиру- iтощий элемент 1 и датчик 2 тока, диф- :ференциалъный усилитель 3 постоянного тока, инвертирукяций вход которого Iподключен к датчику 2 тока, неинвер- )тирующий вход соединен с положительным выводом основного источника 4 опорного напряжения, а выход подклю чен к управляклцему входу транзистор- него регулирующего элемента 1, отрицательный вьгаод основного источника 4 опорного напряжения соединен с силовым выходным выводом 5, а также вспомогательный источник 6 опорного напряжения, отрицательный вывод которого подключен к силовому выходному

,©

вьгаоду 5-, первый 7 и второй 8 транзисторы защиты, коллекторы которых подключены к управляющему входу транзисторного регулирующего элемента 1 эмиттеры соединены с выходом транзисторного регулирующего элемента 1, база первого транзистора 7 защиты через первый 9 и второй 10 резисторы подклю 1ена к средней точке первого резисторного делителя 11 напряжения, .включенного между положительным выводом вспомогательного источника б опорного напряжения и общей шиной, между общей точкой первого 9 и второго 10 резисторов и эмиттером первого тран зистора 7 защиты включен первый денсатор 12, база второго транзистора. 8 защиты через третий 13 и четвертый 14 резисторы подключена к средней точке второго резисторного делителя 15 напряжения, подключенного к выводам основ- него источника 4 опорного напряженияg, а между общей точкой третьего 13 и четвертого 14 резисторов и эьшттером второго транзистора 8 защиты включен введенный второй конденсатор 16,

Первый конденсатор 12 может быть включен через введенный пятый резистор 17 между общей точкой первого 9 и

г второго 10 резисторов и общей шиной стабилизатора (пунктир).

Аналогично второй конденсатор 16 может быть включен через введенный шестой резистор 18 между общей точкой

Q третьего 13 и четвертого 14 резисторов и общей шиной (пунктир),

Парраллельно переходам база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзисторов защиты могут быть включены диоды

5 19 и 20.

Первый 9 и второй 10 резисторы могут отсутствовать, а база первого транзистора защиты 7 подключена непосредственно к средней точке первого

Q резисторного делителя 11 напряжения.

Аналогично третий 13 и второй 14 резисторы могут отсутствовать, а база второго транзистора 8 защиты подключена непосредственно к средней

5 точке второго резисторного делителя 15 напряжения.

Напряжение вспомогательного опорного источника 6 должно быть выше, чем напряжение основного опорного . точника 4, поэтому для уменьшения нестабильности тока нагрузки стабилизатора питание основного источника 4 опорного напряжения целесообразно производить от вспомогательного источника 6 опорного напряжения.

5 Стабилизатор постоянного тока работает следующим образом.

При нормальном режиме работы ста- бялизатрра и его выходном напряжении, находящемся в заданных пределах, на0

пряжение, прикладываемое к переходу

база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзисторов защиты при помощи первого 11 и второго 15 делителей напряжения устанавливается такой величины и полярности, чтобы транзисторы 7 и В были заперты.

При понижении выходного напряже- ния стабилизатора ниже установленноп го предела или при коротком замыканий нагрузки потенциал средней точки первого делителя 11 напряжения относительно силового выходного вывода 5 .повышается, первый конденсатор 12 пе- резаряжается, напряжение на базе первого транзистора 7 защиты относительно его эмиттера повышается и становится положительным, транзистор 7 открывается, подзапирает транзисторный

3 1422227

элемент 1 и выходное напж ю

пряжение стабилизатора уменьшается. Вследствие этого транзистор 7 еще больше открьгеается, регулирующий элемент 1 запирается, напряжение на базе транзистора 7 еще больше увеличивается .и происходит лавинообразное опроПервый 12 и второй 16 конденсаторы шунтируют переходы База-эмиттер первого-7 и второго 8 транзистора защиты при переходных процессах и служат для предотвращения опрокидывания схемы при включении стабипизато- ра. Конденсаторы 12 и 16 осуществляют также задержку в выключении стакидывание схемы. При этом транзистор 7 полностью открыт током, протекающим Q билизатора при кратковременных прова- от вспомогательного источника 6 опор- лах или всплесках выходного напряже- ного напряжения через верхнее плечо ния, при кратковременных коротких за- делителя 11 напряжения, первый 9 и мыканиях или отключениях нагрузки, второй 10 резисторы, а регулирующий Эта задержка в срабатывании защиты и элемент 1 полностью закрыт и выходное ig выключении стабилизатора является напряжение и ток нагрузки стабилиза- неопасной и не увеличивает объем и

4

Первый 12 и второй 16 конденсаторы шунтируют переходы База-эмиттер первого-7 и второго 8 транзистора защиты при переходных процессах и служат для предотвращения опрокидывания схемы при включении стабипизато- ра. Конденсаторы 12 и 16 осуществляют также задержку в выключении стабилизатора при кратковременных прова- лах или всплесках выходного напряже- ния, при кратковременных коротких за- мыканиях или отключениях нагрузки, Эта задержка в срабатывании защиты и выключении стабилизатора является неопасной и не увеличивает объем и

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Цель изобретения - обеспечение защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки и повышение надежности. В устр-во введены i I вторые транзистор 8 защиты резистор- ный делитель 15 напряжения и конденсатор 16. Транзистор 8 коллектором подключен к управляющему,входу транзисторного регулирукщего элемента 1, эмиттером - к выходу элемента 1, а базой через резисторы 13,14 - к выходу делителя 15, включенного между вьшодами основного источника 4 опорного напряжения. Конденсатор 16 включен между точкой соединения резисторов 13,14 и эмиттером транзистора 8. 1 з.и . ф-лы, 1 ил. о S

тора равны нулю.

При повьщ1ении выходного напряжения стабилизатора выше установленного предела или обрьша нагрузки (хол.остом ходе) и выходе стабилизатора из режима стабилизации его ток нагрузки и напряжение на датчика 2 тока умень; шается, потенциал эмиттера второго

массу стабилизатора, так как приводит только к кратковременному повышению мощности, вьщеляющейся на регулируто- 20 щем элементе 1.

Резисторы 9 и 10, а также резисторы 13 и 14 предназначены для увеличения постоянной времени базовых контуров транзисторов 7 и 8 и уменьшетранзистора 8 защиты относительно си- 25 ния емкости конденсаторов 12 и 16 при

лового выходного вьшода 5 стабилизатора понижается, в то время как потенциал средней точки второго резис-, торного делителя 15 напряжения, за-„ стабилизированный при помощи основного-источника 4 опорного напряжения, остается постоянньм. Вследствие этого второй конденсатор 16 перезаряжается, напряжение на базе второго транзистора 8 защиты относительно его эмиттера повышается и становится положительным, транзистор 8 открывается, под- запирает регулирующий элемент 1 и выходное напряжение стабилизатора, ток нагрузки и напряжение на датчике

выбранном времени задержки в сраба- тьгеании защитыо Указанные резисторы могут также отсутствовать. В этом случае база первого транзистора 7 за- 30 щиты и первьй конденсатор 12 подключаются непосредственно к средней точке первого делителя 11 напряжения, а база второго транзистора 8 защиты и второй конденсатор 16 - к средней

35 I

точке второго делителя 15 напряжения.

Диоды 19 и 20 предназначены для защиты переходов база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзисторов защиты от обратного напряжения большой вели2 тока уменьшаются. Вследствие этого 0. чины при нормальном режиме работы

транзистор 8 еще больше открывается, регулирующий элемент 1 запирается, напряжение на базе транзистора 8 еще больше увеличивается и происходит лавинообразное опрокидывание схемы. При этом транзистор 8 полностью от крыт током, протекающим от основного источника 4 опорного напряжения через верхнее плечо делителя 15 напряжения, третий 13 и четвертый 14 резисторы, а регулирующий элемент 1 полностью закрыт и выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора равны нулю.

Дпя в озврата схемы в исходное состояние после устранения неисправности необходимо на короткое время выключить, а затем повторно включить стабилизатор.

стабилизатора.

Стабилизатор тока, содержащий RC- цепочки, состоящие из пятого резистора 17 и первого конденсатора 12, из

45 шестого резистора 18 и второго конденсатора 16, работает аналогично. , Его отличие заключается в том, что в нем функции конденсаторов 12 и 16 выполняют указанные RC-цепочки. При

50 одинаковой постоянной времени схемы при таком включении конденсаторы 12 и 16 могут быть выбраны меньшей величины. Кроме того, эти конденсаторы могут быть выбраны электролитически55 ми, так как напряжение на них имеет одинаковую полярность при всех режимах работы стабилизатора. Вследствие этого конденсаторы 12 и 16 имеют меньшие объем и массу.

массу стабилизатора, так как приводит только к кратковременному повышению мощности, вьщеляющейся на регулируто- 20 щем элементе 1.

Резисторы 9 и 10, а также резисторы 13 и 14 предназначены для увеличения постоянной времени базовых контуров транзисторов 7 и 8 и уменьше 25 ния емкости конденсаторов 12 и 16 при

выбранном времени задержки в сраба- тьгеании защитыо Указанные резисторы могут также отсутствовать. В этом случае база первого транзистора 7 за- 30 щиты и первьй конденсатор 12 подключаются непосредственно к средней точке первого делителя 11 напряжения, а база второго транзистора 8 защиты и второй конденсатор 16 - к средней

35 I

точке второго делителя 15 напряжения.

Диоды 19 и 20 предназначены для защиты переходов база-эмиттер первого 7 и второго 8 транзисторов защиты от обратного напряжения большой вели 0. чины при нормальном режиме работы

стабилизатора.

Стабилизатор тока, содержащий RC- цепочки, состоящие из пятого резистора 17 и первого конденсатора 12, из

45 шестого резистора 18 и второго конденсатора 16, работает аналогично. , Его отличие заключается в том, что в нем функции конденсаторов 12 и 16 выполняют указанные RC-цепочки. При

50 одинаковой постоянной времени схемы при таком включении конденсаторы 12 и 16 могут быть выбраны меньшей величины. Кроме того, эти конденсаторы могут быть выбраны электролитически55 ми, так как напряжение на них имеет одинаковую полярность при всех режимах работы стабилизатора. Вследствие этого конденсаторы 12 и 16 имеют меньшие объем и массу.

Формула изобретения

ней точке введенного второго резис- торного делителя напряжения, подключенного к вьгоодам основного источника опорного напряжения i а между общей точкой третьего и четвертого резисторов и эмиттером второго транзистора защиты включен введенггый второй конденсатор .

2. Стабилизатор по п,1, о т ли - чающийся тем, что второй конденсатор включен через введенный пятый резистор между общей точкой третьего и четвертого резисторов и общей шиной.