Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1989 года по МПК G05F1/569 

(61) 1385126

(21)4126834/24-07

(22)01.10.86

(46) 15.05.89. Бюл. Р 18 (72) Ю.Н.Шуваев

(53)621-316.722.1 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР V 1385126, кл. G 05 F 1/569, 1986.

(54)СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения

защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки, уменьшение времени готовности к повторному включению. Поставленная цель достигается тем, что при понижении или при повышении выходного напряжения открывается соответственно диод 10 или 12. Конденсатор 14 начинает заряжаться, в результате транзистор 7 защиты открывается и закрывает регулирующий элемент 1. Для возврата схемы в исходное состояние после устранения неисправности необходимо на короткое время выключить, а затем повторно включить стабилизатор. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

с

&

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Цель - повышение надежности путем обеспечения защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки, уменьшение времени готовности к повторному включению. Поставленная цель достигается тем, что при понижении или при повышении выходного напряжения открывается соответственно диод 10 или 12. Конденсатор 14 начинает заряжаться, в результате транзистор защиты 7 открывается и закрывает регулирующий элемент 1. Для возврата схемы в исходное состояние после устранения неисправности необходимо на короткое время выключить, а затем повторно включить стабилизатор. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

W

с:

-1- 2/Л/лг.

1Ч

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора постоянного тока путем обеспечения защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки, а также за счет уменьшения времени готовности к повторному включению.

На чертеже изображена принципиаль пая схема стабилизатора постоянного тока.

Стабилизатор постоянного тока содержит включенные в потенциальную шину последовательно соединенные транзисторный регулирующий элемент 1 и датчик 2 тока нагрузки, а также дифференциальный усилитель 3 постоянного тока, инвертирующий вход которого подключен к датчику 2 тока нагрузки, неинвертирующий вход соединен с положительным выводом основного источника 4 опорного напряжения, а выход подключен к управляющему входу регулирующего элемента (1, отрицательный вывод основного источника 4 опорного напряжения связан с потенциальным выходным выводом 5 стабилизатора, вспомогательный источник 6 опорного напряжения, отрицательный вывод которого также подключен к потенциальному выходному вывод 5 стабилизатора, транзистор 7 защиты база которого через первый 8 и второй 9 резисторы и первый диод 10 подключена к средней точке первого делителя 11 напряжения, включенного между положительным выводом вспомогательного источника 6 опорного напряжения и общей шиной стабилизатора, а через второй диод 12 - к средней точке второго делителя 13 напряжения, подключенного к выводам основного источника 4 опорного напряжения, или через второй диод 12 непосредственно к положительному выводу основного источника 4 опорного напряжения, а между общей точкой первого 8 и второго 9 резисторов и эмиттером транзистора 7 защиты включен конденсатор 14 временной задержки.

Второй делитель 13 напряжения может быть также подключен к выводам вспомогательного источника 6 опорно

Q

5

0 5 0 0 5

5

0

5

го напряжения, как показано на чертеже пунктиром.

Третий делитель напряжения содержит резисторы 15 и 16 (показаны на чертеже пунктиром), включенные между положительным выводом вспомогательного источника 6 опорного напряжения и эмиттером транзистора 7 защиты, и развязывающий диод 17, причем средняя точка-третьего делителя напряжения через развязывающий диод 17 подключена к конденсатору 14 временной задержки

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

Стабилизатор постоянного тока работает следующим образом.

При нормальном режиме работы стабилизатора и выходном напряжении, находящемся в заданных пределах, напряжение, прикладываемое к анодам первого 10 и второго 12 диодов при помощи первого 11 и второго 13 делите- телей напряжения, устанавливаются такой величины и полярности, чтобы указанные диоды были заперты. Напря- жение, прикладываемое при этом к переходу база-эмиттер транзистора 7 защиты, равно нулю и он заперт.

При понижении выходного напряжения ниже установленного предела или при коротком замыкании нагрузки потенциал средней точки первого делителя 11 напряжения относительно потенциального выходного вывода 5 стабилизатора повышается, в результате чего первый диод 10 открывается, конденсатор 14 временной задержки начинает заряжаться, напряжение- на базе транзистора 7 защиты относительно его эмиттера повышается и становится положительным, транзистор 7 защиты открывается, подзапирает регулирующий элемент 1 и выходное напряжение стабилизатора уменьшается. Вследствие этого транзистор 7 защиты еще больше открывается, регулирующий элемент 1 запирается, напряжение на базе транзистора 7 защиты еще больше увеличивается и происходит лавинообразное

опрокидывание схемы. При этом транзистор 7 защиты полностью открыт током, протекающим от вспомогательного источника 6 опорного напряжения через верхнее плечо делителя 11 напряжения, первый диод 10, первый 8 и второй 9 резисторы, а регулирующий элемент 1 полностью закрыт, а выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора равны нулю.

При повышении напряжения стабилизатора выше установленного предела или обрыве нагрузки (холостом ходе) и выходе стабилизатора из режима стабилизации его ток нагрузки и напряжение на датчик 2 тока уменьшаются, потенциал эмиттера транзистора 7 защиты относительно потенциального вы - ходного вывода 5 стабилизатора понижается в то время, как потенциал средней точки второго резисторного де- дителя 13 напряжения, застабилизиро- ванный при помощи основного источника 4 опорного напряжения, остается постоянным. Вследствие этого второй диод 12 открывается, конденсатор 14 временной задержки начинает заряжаться, напряжение на базе транзистора 7 защиты относительно его эмиттера повышается и становится положительным-, транзистор 7 защиты открывается, подзапирается регулирующий элемент 1 и выходное напряжение стабилизатора уменьшается. Вследствие этого транзистор 7 защиты еще больше открывается, регулирующий элемент 1 запирается, напряжение на базе транзистора 7 защиты еще больше увеличивается и происходит лавинообразное опрокидывание схемы, как и в первом случае. При этом транзистор 7 защиты полностью открыт током, протекающим от основного источника 4 опорного напряжения через верхнее плечо второго делителя 13 напряжения второй диод -12, первый 8 и второй 9 резисторы, а регулирующий элемент 1 полностью закрыт и выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора равны нулю.

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

Конденсатор 14 временной задержки шунтирует переход база-эмиттер транзистора 7 защиты при переходных про0

5

0

5

0

5

0

5

цессах и служит для предотвращения опрокидывания схемы при включении стабилизатора, а также осуществляют задержку в выключении стабилизатора при кратковременных провалах или ,. всплесках выходного напряжения, при кратковременных коротких замыканиях или отключениях нагрузки стабилизатора. Эта задержка в срабатывании защиты и выключении стабилизатора является неопасной и не увеличивает объем и массу стабилизатора, так как приводит только к кратковременному повышению мощности, выделяющейся на регулирующем элементе 1. Резисторы 8 и 9 предназначены для увеличения постоянной времени базового контура транзистора 7 зашиты и уменьшения емкости конденсатора 14 при выбранном времени задержки в срабатывании защиты. Указанные резисторы могут также отсутствовать. Б этом случае база транзисторов 7 защиты подключается через первый 10 и второй 12 диоды к средней точке первого 11 и второго 13 делителей напряжения.

Резисторы 15 и 16 третьего делителя напряжения и развязывающий диод 17 предназначены для разряда конденсатора 14 после срабатывания защиты и снятия питающих напряжений и уменьшения времени готовности стабилизатора к повторному включению.

Сопротивления резистора 15 и 16 выбираются такими, чтобы при нормальном режиме работы стабилизатора развязывающий диод 1 7 был всегда заперт. При возникновении неисправности и срабатывании защиты конденсатор 14 заряжается, обеспечивая временную задержку в выключении стабилизатора, а после снятия питающих напряжений развязывающий диод 17 открывается и конденсатор 14 разряжается через развязывающий диод 17 и резистор 16, причем постоянную времени разряда конденсатора 14 выбирают во много раз меньше постоянной времени его заряда.

Ф о

е т е н и я

рмула и з о б р

514799226

выводам основного источника опорноготорному включению, в него введены

напряжения, причем второй резисторразвязывающий диод и третий резисторподключен к средней точке первогоный делитель; напряжения, включенный

резисторного делителя напряжения че-между положительным выводом вспоморез первый диод, а через второй диод -гательного источника опорного напряк средней точке второго резисторногожения и эмиттером транзистора защиты,

делителя напряжения.причем средняя точка третьего резне-

20 Стабилизатор по п.1, о т л и-торного делителя напряжения через

чающийся тем, что, с целью JQразвязывающий диод подключена к кон уменьшения времени готовности к пов-денсатору временной задержки.