Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки Советский патент 1990 года по МПК G05F1/569 

4

СХ)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения. Устройство содержит двухколлекторный регулирующий транзистор 1, дифференциальный двухтранзисторный усилитель сигнала рассогласования на транзисторах 13,14, делитель 15,16 выходного напряжения, источник 17 опорного напряжения, узел 6 защиты от перегрузки, состоящий из усилительного транзистора 7, измерительного неуправляемого сопротивления 9 и управляемого сопротивления 11. Подключение выхода управляемого сопротивления 11 параллельно сопротивлению 9, а входа сопротивления 11 - к выходу стабилизатора позволяет автоматически изменять значение измерительного сопротивления в цепи измерительного коллектора транзистора 1 и тем самым уменьшить мощность рассеяния на транзисторе 1 при снижении сопротивления нагрузки. 3 ил.

)

ю

Фив.1

Изобретение относится к электротехнике и-может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора.

На фиг. приведена электрическая схема стабилизатора напряжения; на фиг. 2 и 3 - варианты исполнения управляемого сопротивления.

Стабилизатор постоянного напряже- ния содержит двухколлекторный регулирующий транзистор 1, эмиттер которого подключен к входной шине 2 для подсоединения к внешнему источнику питания, первый силовой коллектор 3 - к выходной шине 4, а второй ..измерительный коллектор 5 к входу узла 6 защиты, содержащего усилительный транзистор 7, термокомтенсируйщий транзистор 8 в диодном включении, неуправляемый измерительный элемент сопротивления на резисторе 9, подключенный к общей шине 10 и управляемый элемент сопротивления 11,

подключенный параллельно резистору 9, причем вход 12 управляемого эле- мента сопротивления подключен к выходной шине 4. Управление транзистором 1 осуществляется дифференциальным усилителем сигнала рассогласования на транзисторах 13 и 14, причем база транзистора 14 через делитель выходного напряже1шя на резисторах 15 и 16 подключена к шинам 4, 10, а коллектор - к выходной шине 4, база транзистора 13 подключена к источнику 17 опорного напряжения, коллектор к базе транзистора 1, а эмиттеры транзисторов 14, 13 через токозадаю- щий резистор 18 к общей шине 10.

Стабилизатор Напряжения работает следуюидам образом.

При отсутствии перегрузки напря - жение на базе транзистора 7 недостаточно для его открытия и узел защиты не влияет на работу с.табилизатора.

При воз1шкновении перегрузки увеличивается ток через силовой 3 и измерительный коллекторы 5 транзистора 1 и как только напряжение на элементах В, 9, 11 становится достаточным для открытия транзистора 7, он открывается и, пропуская через коллектор-эмиттер ток, втекаю1дай в резистор 18, призакрывает транзистор 13, Призакрываясь, транзистор 13 уменьшает базовый, а вместе с ним и кол0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

лекторный токи транзистора 1. Таким образом осуществляется ограничение тока через транзистор 1. Одновременно начинает уменьшаться выходное напряжение, что приводит к увеличению величины управляемого элемента сопротивления 11, что влечет за собой увеличение потенциала на базе транзистора 7 и дальнейшему уменьшению тока транзистора 1. Происходит линейное уменьшение тока через транзистор 1 в зависимости от величины выходного напряжения. При нулевом выходном напряжении, т.е. при коротком замыкании, управляемый элемент сопротивления 11 отключается и ток короткого замьжания определяется величиной сопротивления неуправляемого резистора 9.

Выбирая параметры сопротивления резистора 9, можно получить значение тока короткого замыкания, обеспечивающего требуемую мощность рассеяния на транзисторе 1.

При устранении перегрузки за счет протекания тока короткого замьжания через номинальное сопротивление нагрузки начинает возрастать выходное напряжение стабилизатора. Это. приво- ,дит к тому, что начинает уменьшаться величина управляемого элемента со- противления 11, а следовательно, начинает уменьшаться смещение на базе транзистора 7, ток через него. Это приводит к открытию транзистора 13, а следовательно, и транзистора 1.

Происходит лавинообразное нарастание выходного напряжения и переход стабилизатора из режима ограничения выходного тока через него в режим стабилизации выходного напряжения.

В качестве управляемого элемента сопротивления 11 может быть использован, биполярньй транзистор 19 с то- козадающим элементом сопротивления 20 в эмиттерной цепи (фиг. 2), причем в зависимости от величины выходного напряжения база транзистора может быть подключена либо непосредственно к выходу стабилизатора, либо через резисторный делитель напряжения.

На фиг. 3 в качестве управляемого элемента сопротивления 11 использован СТО1С-ИСТОК полевого транзистора 21, затвор которого соединен с выходом стабилизатора.

Таким образом, данньй стабилизатор по сравнению с прототипом имеет

16104

повьшенную надежность за счет уменьшения мощности рассеяния на регулирующем транзисторе в режиме перегрузки вплоть до к.з.

5

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий двухколлект.орный регулирующий транзистор, первый силовой коллектор которого соединен с выходной шиной, эмиттер - с входной щиной, база - с выходом усилителя сигнала рассогласования, входы которого соединены с выходом делителя выходного напряжения и источником опорного напряжения, узел защиты от перегрузки, состоящий из измерительного элемента сопротивления, термокомпенсирзпощего транзис- диодном включении и усилительФиг,2

5

0

5

786

ноге транзистора, причем база усилительного транзистора через последовательно соединенные термокомпенсирующий транзистор и измерительное сопротивление подключена к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности стабилизатора, в него введено управляемое сопротивление, а усилитель сигнала рассогласования выполнен дифференциальным на двух транзисторах, эмиттеры которых соединены с эмиттером усилительного транзистора узла защиты, коллектор которого соединен с входной шиной, а база - с вторым измерительным коллектором регулирую- щего транзистора, входная цепь управляемого сопротивления включена между выходной и общей шинами, а выходная цепь подключена-параллельно измерительному сопротивлению.

Фиг,3