Универсальный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 

ND ГО 00

Ю

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при -реализации вторичного электропитания контрольно-измер - тельной и испытательной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема описываемого универсального стабилизатора напряжения постоянного тока.

Устройство содержит выполненный .по схеме эмиттерного повторителя транзисторный регулирующий орган 1 .с регулирующим транзистором 2, за- щитным транзистором 3, резистивным датчиком 4 тока, предохранительным стабилитроном 5 и токоограничивающим резистором. 6, усилитель 7 сигнала рассогласования, служебный двухпо- лярный источник 8. питания, узел 9 индикации срабатывания защиты, измерительный орган 1 О с делителем напряжения на резисторах 11 и 12, первым вспомогательным резистором 13, вторым вспомогательным резистором 14, третьим вспомогательным резистором 15, разделительным диодом 16,управляющими выводами 17 и 18 и непоказанным источником опорного напряжения. На схеме, кроме того, отмечены первичньш источник 19 питания,выводы 20 и 21 для его подключения и выводы 22 и 23.для подключения нагрузки. Питаюший вход транзисторного регулирующего органа 1 соединен с выводами 20 и 21 для подключения первичного источника 19 питания, а выход - с выводами 22 и 23 для подключения нагрузки. Питающие входы усилителя 7 сигнала рассогласования под- клюиены к соответствующим полюсам служебного двухполярного источника 8 питания, а выход - к цепи управления транзисторного регулирующего органа 1. В измерительном органе 10 входы резистивных делителей 11 и 12 соединены с выводами 22 и 23 для подключения нагрузки. Вспомогательные резисторы 15, 13 и 14 и разделительный диод 16 включены последовательно между выводами 22 и 23 для подключения нагрузки. Общий вывод служебного двухполярного источника 8 питания соединен с эмиттерной цепью транзисторного регулирующего органа 1 (с эмиттером регулирующего транзистора 2),.Управляющий вывод 17 соединен

с объединенными выводами вспомогательных резисторов 15 и 13, а управляющий вывод 13 - с объединенными

выводами вспомогательного.резистора 14 и разделительного диода 16. Неинвертирующий вход усилителя 7 сигнала рассогласования соединен с выходом и резистивных делителей 11 и I2

0 напряжения, а потенциальный вывод

инвертирующего входа - с объединенными выводами вспомогательных резисторов 13 и 14. Источник опорного напряжения может включаться в зависимос5 ти от требуемой полярности выходного напряжения между управляющим выводом 17 и выводом 22 для подключения нагрузки (если на нем - минус, а на выподе 23 - плюс), . между управляю0 щим выводом 18 и выводом 23 для подключения нагрузки (если на нем-минус, а на выводе 22 - плюс). Плюсовой вывод источника опорного напряжения |всегда соединяется с выводом для подключения нагрузки, имеющим отрицательную полярность, и при необходимости может быть заземлен или связан с корпусом.

Стабилизатор работает следующим

0 образом.

В установившемся режиме или при отключенном источнике опорного напряжения выходное напряжение стабилизатора образовано путем усиления

5 сигнала рассогласования, присутствующего между входами усилителя 7 сигнала рассогласования. Величина сигнала рассогласования обратно пропорциональна коэффициенту усилеО ния нулю.

Значение сопротивления резистора 11 выбирается заведомо большим (на 5 - 10 %), чем суммарное сопротивление резисторов 13 и 15, что обеспе5 чивает сигнал рассогласования и минимальную, близкую к нулю, величину выxoднo o напряжения стабилизатора при отключенном источнике опорного напряжения. Последний дает возмож- Q ность регулировать выходное напряжение стабилизатора при положительной или отрицательной полярности как в ручном, так и в автоматическом режимах.

Равные между собой сопротивления резисторов 12 и 14 должны быть значительно больше сопротивления резистора 11, их соотношение выбирается в зависимости от максимального выходно5

.го напряжения стабилизатора и допутимого синфазного напряжения усилителя 7 сигнала рассогласования.

При положительной полярности выходного напряжения (плюс - на выво 22, минус - на выводе 23) изменени величины опорного напряжения, напрмер его увеличение, приводит к поялению минусового потенциала на потциальном выводе инвертирующего вхо усилителя 7 сигнала рассогласовани и увеличение выходного тока.последго. Регулирующий транзистор 2,открваясь, увеличивает выходное напряжние до тех пор, пока сигнал рассоглсования между входами усилителя 7 не сделается равным нулю. При этом диод 16 закрыт опорным напряжением

Изменение выходного напряжения при его отрицательной полярности (плюс - на выводе 23, минус - на выводе 22) производится при аналогичном функционировании составных элементов устройства с той лишь разницей, что в этом случае диод 6-отк- рыт и по нему течет ток.

При воздействии дестабилизирующи факторов отработка колебаний выходнго напряжения осуществляется по .классическому компенсационному принципу .

С возникновением перегрузки стабилизатора увеличивается падение напряжения на резистивном датчике 4 тока и при достижении порога открывания защитного транзистора 3 происходит закрывание регулирующего транзистора 2. Напряжение на выходе устройства уменьшается, а ток ограничивается. Это обуславливает резко увеличение напряжения на выходе усилителя 7 сигнала рассогласования и включение индикатора 9 срабатывания защиты.

Предохранительный стабилитрон 5 обеспечивает защиту от перенапряжения эмиттер-базового перехода загаит- ного транзистора 3, а также защиту усилителя 7 сигнала рассогласования ют превьшения допустимого синфазного напряжения в случае резког о возрастания тока нагрузки.

Повьшение эксплуатационной надежности данного устройства при смене полярности выходного напряжения предопределяется отсутствием в кон- струкции сложных переключающих узлов.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

5

Формула изобретения

Универсальный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий выполненный по схеме эмиттерного повторителя транзисторный регулирующий орган, питающий вход которого соединен с выводами для подключения первичного источника питания, а выход - с выводами для подключения нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, питающие входы которого подключены к соответствующим по полюсам служебного двухполярного источника питания, а выход - к цепи управления транзисторного регулирующего органа, измерительный орган, включающий в себя резистивный делитель напряжения, соединенный входом с выводами для подключения нагрузки,первый и второй вспомогательные резисторы, соединенные последовательно друг с другом, два управляющих вывода и источник опорного напряжения, о т л и- ч а ю щий с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в измерительный орган введены третий вспо- могательньй резистор и разделитель- ный диод, причем третий вспомогатель- ный резистор одним из выводов соединен с первым выводом для подключения нагрузки, расположенным в эм- миттерной цепи транзисторного регулирующего органа, другим выводом - со свободным выводом первого вспомогательного резистора и первым управляющим выводом, разделительный диод включен в проводящем направлении между свободным выводом второго вспомогательного резистора, подключенным к второму управляющему выводу, и вторым выводом для подключения нагрузки, общий вывод служебного двухполярного источника питания соединен с эмиттерной цепью транзисторного регулирующего органа, неинвертирующий вход усилителя сигнала рассогласования - с выходом резистин- ного делителя напряжения, а потенциальный вывод инвертирующего входа - с объединенными выводами первого и второго вспомогательных резисторов, источник опорного напряжения установлен с возможностью включения в зависимости от требуемой полярности выходного напряжения между первым управляющим выводом и первым

т16122868

выводом для подключения нагрузки, вторым выводом для подключения наг- между вторым управляющим выводом и рузки.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель - повышение надежности работы. Устройство содержит транзисторный регулирующий элемент 1 с регулирующим транзистором 2, защитным транзистором 3, резистивным датчиком 4 тока, предохранительным стабилитроном 5 и токоограничивающим резистором 6, усилитель 7 сигнала рассогласования, служебный двухполярный источник 8 питания, узел 9 индикации срабатывания защиты, измерительный орган 10 с резистивным делителем 11, 12 напряжения, вспомогательными резисторами 13 - 15, разделительным диодом 16 и непоказанным источником опорного напряжения. Последний в зависимости от требуемой полярности выходного напряжения включают между одним из управляющих выводов 17,18 и одним из выводов 22, 23 для подключения нагрузки. В любом случае изменением величины опорного напряжения регулируют выходное напряжение. При воздействии дестабилизирующих факторов отработка колебаний выходного напряжения осуществляется по классическому компенсационному принципу. При перегрузке по току возрастает падение напряжения на датчике 4 тока, защитный транзистор 3 открывается, а регулирующий транзистор 2 закрывается. 1 ил.