Импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой от короткого замыкания Советский патент 1991 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках питания .

Целью изобретения является повышение надежности при улучшении массогабаритных характеристик.

На чертеже приведена функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения с защитой от короткого замыкания.

Импульсный Стабилизатор постоянного напряжения с запятой от короткого замыкания содержит входной 1 и выходной 2 выводы и общую шину 3, регулирующий транзистор 4, соединенный базой с одним выводом первого резистора 5, DLC-фильтр б, общая точка 7 которого подключена к общей шине 3 стабилизатора, блок 8 управления, входом соединенный с выходом DLC-фильтра 6, управляющий ключевой транзистор 9, эмиттером подкпюченный к общей шине 3, а базой - к одному выводу второго резистора 10, одно- переходный транзистор 11, первая база которого через третий резистор

12соединена с общей шиной 3, вторая база через четвертый резистор

13 с входным выводом 1, в эмиттер подключен к одному выходу пятого резистора 14 и через конденсатор 15 соединен с общей шиной 3. Импульсный стабилизатор содержит также элемент 16 делителя 17 напряжения, включенный между второй базой однопереходного транзистора 11 и общей шиной 3, шун- товой элемент 18, первый стабилитрон 19, предохранитель 20 и второй стабилитрон 21, включенный между первой базой однопереходного транзистора

11 и вторым выводом второго резистора 10, при этом регулирующий транзистор 4 коллектором соединен с входным выводом I и вторым выводом первого резистора 5, а эмиттером через шун- товой элемент 18 подключен к входу DLC-фнльтра 6, который через первый стабилитрон 19 соединен с базой регулирующего транзистора 4 и коллектором управляющего ключевого транзистора 9, второй вывод пятого резистора 14 подключен к выходу блока

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Импульсный стабилизатор работает следующим образом.

При поступлении на выводы 1 и 3, однополярного импульсного напряжения регулирующий транзистор 4 откры вается базовым током, при этом чере транзистор 4 протекает ток нагрузки стабилизатора и ток заряда конденсатора DLC-фильтра 6. Изменение вы ходного напряжения стабилизатора в сторону уменьшения или увеличения приводит к приоткрыванию или подза- пиранию транзистора блока 8 управле ния, что ведет к ускорению или замедлению темпа заряда конденсатора 15 через резистор 14 до напряжения пробоя эмиттерного перехода однопереходного транзистора 11, величина которого определяется произведением напряжения элемента 16 делителя 17 на коэффициент передачи однопереходного транзистора 11, При пробое эмиттерного перехода конденсатор 1 разряжается, управляющий ключевой транзистор 9 открывается положитель ным импульсом, причем минимальная величина базового тока транзистора 9 для исключения самопроизвольного запирания транзистора 11 до конца входного импульса должна превышать паспортную величину тока выключения транзистора 11 и определяется величиной сопротивления резистора 14. Транзистор 9 запирается и на выходе DLC-фильтра 6 образуется модулированное по широте напряжение, что приводит к увеличению или уменьшени выходного напряжения стабилизатора для его компенсации в зависимости от дестабилизирующего воздействия.

В случае воздействия перегрузки или короткого замыкания на выходе увеличивается напряжение на шунтово элементе 18, в связи с чем растут напряжение на стабилитроне 19 и ток через него, причем его рабочая точка в номинальном режиме выбирается перед загибом вольт-амперной харак теристики.

Таким образом, регулирующий тран зистор 4 из режима импульсного пере ходит в активно-импульсный режим, а импульсный стабилизатор напряжения переходит в режим токоограничения.

8 управления, общая точка 22 которого Применение предохранителя 20 позво0

5

0

5

0

5

0

5

0

Импульсный стабилизатор работает следующим образом.

При поступлении на выводы 1 и 3, однополярного импульсного напряжения регулирующий транзистор 4 открывается базовым током, при этом через транзистор 4 протекает ток нагрузки стабилизатора и ток заряда конденсатора DLC-фильтра 6. Изменение выходного напряжения стабилизатора в сторону уменьшения или увеличения приводит к приоткрыванию или подза- пиранию транзистора блока 8 управления, что ведет к ускорению или замедлению темпа заряда конденсатора 15 через резистор 14 до напряжения пробоя эмиттерного перехода однопереходного транзистора 11, величина которого определяется произведением напряжения элемента 16 делителя 17 на коэффициент передачи однопереходного транзистора 11, При пробое эмиттерного перехода конденсатор 15 разряжается, управляющий ключевой транзистор 9 открывается положительным импульсом, причем минимальная величина базового тока транзистора 9 для исключения самопроизвольного запирания транзистора 11 до конца входного импульса должна превышать паспортную величину тока выключения транзистора 11 и определяется величиной сопротивления резистора 14. Транзистор 9 запирается и на выходе DLC-фильтра 6 образуется модулированное по широте напряжение, что приводит к увеличению или уменьшению выходного напряжения стабилизатора для его компенсации в зависимости от дестабилизирующего воздействия.

В случае воздействия перегрузки или короткого замыкания на выходе увеличивается напряжение на шунтовом элементе 18, в связи с чем растут напряжение на стабилитроне 19 и ток через него, причем его рабочая точка в номинальном режиме выбирается перед загибом вольт-амперной характеристики.

Таким образом, регулирующий транзистор 4 из режима импульсного переходит в активно-импульсный режим, а импульсный стабилизатор напряжения переходит в режим токоограничения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках питания. Цель изобретения - повышение надежности при улучшении массогаба; Ч Ю ри тных характеристик. В стабилизатор, содержащий регулирующий транзистор 4, DLC-фильтр 6, блок управления 8 и однопереходный транзистор 11, введены два стабилитрона 19, 21, предохранитель 20, шунтовой элемент 18 и элемент 16 делителя 17 напряжения. Шунтовой элемент 18 включен между эмиттером транзистора 4 и входом DLC-филь-ира 6, выходом подключенного к выходному выводу через предохранитель 20. Коллектор транзистора 4 подключен к входному выводу. Определенное схемное построение стабилизатора позволяет осуществлять управление с помощью широтно-им- пульсной модуляции синхронно с входным напряжением. Это позволяет уменьшить габариты DLC-фильтра, обойтись без входных LC-фильтров и сложной схемы развязки и синхронизации в многоканальных системах. В режиме к.з, в нагрузке предохранитель выжигается при условии ограничения то-j ка транзистора 4. 1 ил. 20 , а 8 СО

соедннена с общей шиной 3, а вход подключен через предохранитель 20 к выходному выводу 2.

ляет не увеличивать габариты тепло- отвода транзистора 4 в этом режиме, а также предохраняет кристалл этого

транзистора от перегрева и возможного выхода из строя.

Делитель 17, необходимый для ограничения входного напряжения стабилизатора до допустимого напряжения однопереходного транзистора 11, может иметь коэффициент передачи от единицы и ниже.

Предлагаемый импульсный стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания по сравнению с прототипом отличается малыми габаритами и массой за счет осуществления управления с помощью широтно-импульсной модуляции синхронно с входным напряжением, что позволяет уменьшить габариты DLC-фильтра, обойтись без входных LC-фильтров и сложной схемы развязки и синхронизации в многоканальных импульсных неэавнсимо-регуаи- руемых стабилизированных источниках питания. Кроме того, данный стабилизатор обладает простотой эксплуатации и высокой надежностью за счет токо- стабилизирующей внешней характеристики в диапазоне токов перегрузки и за счет выжигания предохранителя в режиме короткого замыкания нагрузки при условии ограничения тока регулирующего транзистора.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой от короткого замыкания, содержащий включенные в одну из силовых шин регулирующий транзистор, база которого соединена с одним выводом первого резистора, и ОЬСтФильтр, общая точка которого соединена с общей шиной, регулирующий транзистор входом подключен к входному выводу, блок управления, входом

10

15

20

6280586

соединенный с выходом DLC-фильтра, управляющий ключевой транзистор, эмиттером подключенный к общей шине, а базой - к одному выводу второго резистора, одноиереходный транзистор, первая база которого через третий резистор соединена с общей шиной, вторая база через четвертый резистор с входным выводом, а эмиттер подключен к одному выводу пятого резистора и через конденсатор соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при улучшении массогабаритных характеристик, Б него введены предохранитель, шунтовой элемент и два стабилитрона, а четвертый резистор использован первым элементом делителя напряжения, в который введен второй элемент делителя, включенный между второй базой однопереходного транзистора и общей шиной, причем шунтовой элемент включен между выходом регулирующего транзистора и входом DLC-фильтра, через первый стабилитрон соединенный с базой регулирующего транзистора, соединенной с коллектором управляющего ключевого транзистора, выход блока управления подключен к второму выводу пятого резистора, а его общая точна - к общей шине, второй стабилитрон включен между вторым ныводом второго резне - тора и первой базой однопереходного транзистора, предохранитель включен между выходом DLC-фильтра и выходным выводом, а второй вывод первого резистора соединен с входным выводом, при этом входом регулирующего транзистора испол .зован коллектор-базовый переход, а выходом - эмиттер-базовый переход.

25

30

35

40