Стабилизатор напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

(ь ю

оэ со d

Шш

Изобретение относится к электролике и может быть использовано для электропитания стабилизированным постоянным напряжением различных устройств вычислительной т ехники и другой радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - уменьшение динамических токовых перегрузок регулирующего органа и упрощение устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит включенный последовательно в силовую шину составной регулирующий элемент 1, вспомогательный источник 2 опорного напряжения на входе, выходной конденсатор 3 на выходе, делитель 4 выходного напряжения, выход которого подключен к входу первого каскада 5 усилителя рассогласования, подключенного выходом через разделительньй диод 6 к своему коллекторному резистору 7 и к эмиттеру транзистора 8 второго каскада усилителя рассогласования, база которого соединена с выходом вспомогательного источника 2 опорного напряжения, а коллектор подключен к составному регулирующему элементу 1 ,

Первый каскад 5 усилителя рассогласования содержит транзистор 9, эмиттер которого подключен к стаби-- литрону 10 и резистору 11, причем база транзистора 9 используется как входной вывод первого каскада усилителя рассогласования, коллектор - как ег о выходной вывод, а свободные вйводь: стабилитрона 10 и резистора 11 - как его питающие выводы.

Составной регулирующий элемент 1 содержит силовой транзистор 12 и согласующий транзистор 13. Источник опорного напряжения может содержать резистор 14, стабилитрон 15 и дели- тель 16 напряжения, выход которого может являться выходом источника 2о Кроме того, выход делителя 16 напряжения может являться точкой приложения yпpaвляющeгq напряжения Uynp , с помощью которого можно дистанционно управлять включением стабилизатора.

Стабилизатор напряжения работает следую1цим образом.

При подаче на вход стабилизатора входного напряжения Uj на выходе вспомогательного источника 2 появляется стабильное напряжение, которое поступая на базу транзистора,8 вто -

0

5

5

рого каскада усилителя рассогласования, открывает его, а тот, в свою очередь, открывает составной регулирующий элемент 1. При этом через регулирующий элемент 1 начинает протекать ток, заряжая конденсатор 3. Поскольку в момент заряда конденсатора 3 выходное напряжение Ug, мало, напряжение на вь)ходе делителя 4 недостаточно для того, чтобь открылся транзистор 9 первого каскада 5 усилителя рассогласования. Поэтому напряжение на выходе первого каскада 5 имеет низкий уровень и, поскольку разделительньй диод 6 в это время находится в непроводящем состоянии, транзистор 8 оказывается развязанным от .каскада 5, т.е. транзистор 8 находится в это время в режиме генератора стабильного тока, а составной регулирующий элемент работает как усилитель стабильного тока с коэффициентом усиления по току, равным произведению коэффициентов передачи по току транзисторов, составляюпщх регулирующий элемент 1, Следовательно, до момента времени, когда выходное напряжение U

акх

стабилизатора

,

2

,

30

35

40

45

50

55

достигает уровня, достаточного для открывания транзистора 9, выходной конденсатор 3 заряжается стабилизированным токо м открытого составного регулирующего элемента 1, При этом исключено недопустимое скачкообразное изменение тока при заряде конденсатора 3 в период включения устройства и динамических изменениях тока нагрузки. При рассчитанном токе заряда конденсатора 3, меньшем максимального допустимого тока регулирующего элемента 1, исключается возможность перегрузки последнего. При заряде конденсатора 3 до уровня, близкого к номинальному значению выходного напряжения Ugjix , устройство переходит в режим стабилизации выходного напряжения: вступает в работу первьй каскад 5 усилителя рассогласования, который в зависимцсти от уровня напряжения на выходе делителя 4 выходного напряжения изменяет через разделительный диод 6, перешедший в проводящее состояние, напряжение на коллекторном резисторе 7. При этом меняется напряжение на базоэмит- терном переходе транзистора 8, а следовательно, изменяется его коллек1(

торньй ток и напряжение на составном

314

элементе 1, компенсируя изменившееся выходное напряжение.

При повторном включении устройства все процессы повторяются; выходно конденсатор заряжается до номинального значения стабилизированным током, после чего напряжение на выходе стабилизируется за счет действия дву каскадов усилителя обратной связи - первого каскада 5 и второго каскада на транзисторе 8. Таким образом, в данном устройстве для обеспечения ограничения тока включений не требуется специальных узлов, что значительно упрощает схему стабилизатора, кроме того,ограничение тока включения в данном стабилизаторе осуществляется эффективно и при серии повторных включений с самым минимальным интервалом.

Стабилизатор обладает дополнительным преимуществом - отсутствием необходимости защиты от перегрузки по току.

В перегруженном режиме снижение выходного напряжения приводит к переходу транзистора 9 в режим отсечки, после чего первьй -каскад 5 на рабо.ту транзистора 8 влияния не оказывает и транзистор 8 переходит в режим генератора стабильного тока, а значит, ток регулирующего . элемента 1 практически стабилизируется и не превышает заданного значения.

Фор. мула изобретения 1. Стабилизатор напряжения,содер-, .жащий источник опорного напряжения, под1слюченный к входным выводам, сос0

5

0

5

0

5

0

тавной регулирующий элемент, последовательно включенный в силовую шину, выходной конденсатор, первьп каскад усилителя рассогласования на транзисторе с коллекторным резистором, второй каскад усилителя рассогласования на транзисторе, коллектор, которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, а база транзистора первого каскада усилителя рассогласования подключена к выходу делителя выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения динамических токовых перегрузок составного регулирующего элемента и упрощения, в него введен разделительный диод, причем база транзистора второго каскада усилителя рассогласования соединена с вько- дом источника опорного напряжения, а эмиттер подключен через коллекторный резистор к общей шине и через разделительный диод - к коллектору транзистора первого каскада усилителя рассогласования.

2. Стабилизатор напряжения по п.1, отличающийся тем, что в первый каскад усилителя рассогласования на транзисторе введены резистор и стабилитрон, причем эмиттер подключен к первым выводам резистора и стабилитрона, второй вывод резистора подключен к общей шине, а второй вывод стабилитрона - к выходному выво ду, база транзистора подключена к выходу делителя выходного напряжения, а коллектор через разделительный диод - к коллекторному резистору.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - уменьшение динамических токовых перегрузок регулирующего органа и упрощение устройства. При включении устройства через регулирующий элемент 1 протекает ток, ограниченный источником тока на транзисторе 8. После возрастания выходного напряжения до номинального значения включается усилитель рассогласования на транзисторе 9 и стабилизатор переходит в линейный режим работы . При коротком замыкании в нагрузке усилитель рассогласования на транзисторе 9 отключается и устройство переходит в режим ограничения выходного тока, определяемой источником тока и источником 2 опорного напряжения. 1 э.п. ф-лы, 1 ил. (/)