Резервированный стабилизатор напряжения Советский патент 1992 года по МПК G05F1/59 

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

Известен стабилизатор напряжения, содержащий несколько тр знзисторов, включенных последовательно с регулирующим транзистором, источник опорного напряжения, схему сравнения, вход которой подключен к базе регулирующего транзистора, и резистивный делитель напряжения, шунтирующий цепочку из последовательно включенных дополнительных и регулирующего транзисторов, при этом базы дополнительных транзисторов подключены к соответствующим точкам резистивного делителя.

Недостатком такого стабилизатора является то, что его нормальная работа возможна, если минимальный ток нагрузки больше максимального тока через резистивный делитель напряжения, а также то, что при пробое регулирующего транзистора стабилизатор теряет работоспособность - напряжение на выходе стабилизатора становится выше нормы. Это может привести к выходу из строя потребителей, запитанных от данного стабилизатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резервированный стабилизатор, содержащий два регулирующих транзистора одного типа

СО

1

о

00 ON

проводимости, включенных последовательно в одну из силовых шин, два усилителя сигнала рассогласования, входы которых соединены с выходной цепью стабилизатора и выходами источников опорного на- пряжения, а выходы усилителей через резистивные датчики тока и вспомогательные транзисторы, выполняющие роль усилителей сигналов с датчиков тока, соединены с базами регулирующих транзисторов.

Недостатком этого стабилизатора является то, что один из регулирующих транзисторов работает в режиме насыщения, а на другом регулирующем транзисторе падает напряжение, равное практически разности напряжений между входом и выходом стабилизатора, Это обуславливает существенно неодинаковую нагрузку регулирующих транзисторов по напряжению и мощности, что снижает надежность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем снижения максимального значения мощности, рассеиваемой на одном регулирующем транзисторе в безаварийном режиме.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемый резервированный стабилизатор напряжения постоянного тока введены два блокирующих диода, один из которых включен в цепь, соединяющую выход первого усилителя сигнала рассогласования с базой первого регулирующего транзистора, а второй - в цепь, соединяющую выход второго усилителя сигнала рассогласования с базой вспомогательного транзистора, эмиттер-кол- лекторная цепь которого включена в цепь связи выхода первого усилителя сигнала рассогласования с базой второго регулирующего транзистора, вход делителя напряжения подключен к необъединенным силовым выводам регулирующих транзисторов, а выход - к первому входу второго усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого подсоединен к эмиттер-коллекторной цепи второго регулирующего транзистора.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующие транзисторы 1 и 2,усилители 3, 4 сигналов рассогласования, источник 5 опорного на- пряжения, вспомогательный транзистор 6, резистивный делитель 7, блокирующие диоды 8, 9, токоограничивающие и смещающие резисторы 10-15.

Стабилизатор работает следующим об- разом.

Усилитель 3 сигнала рассогласования сравнивает выходное напряжение стабилизатора с напряжением источника 5 опорного напряжения и управляет током

регулирующих транзисторов 1 и 2 таким образом, чтобы выходное напряжение стабилизатора оставалось неизменным при всех дестабилизирующих факторах. Усилитель 4 сигнала рассогласования, сравнивая напряжение на регулирующем транзисторе 2 с напряжением, снимаемым с резистивного делителя 7 и равным половине напряжения на эмиттер-коллекторных переходах регулирующих транзисторов 1 и 2, управляет током базы регулирующего транзистора 2. Напряжение на регулирующем транзисторе 2 устанавливается равным половине перепада напряжения входом и выходом стабилизатора.

Если по какой-либо причине происходит пробой регулирующего транзистора 2, на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования появится низкий уровень, вспомогательный транзистор 6 закроется и регулирование выходного напряжения будет осуществляться усилителем 3 сигнала рассогласования через регулирующий транзистор 1. Блокирующий диод 8 предотвращает при этом протекание неуправляемого тока базы регулирующего транзистора 1 к выходу усилителя 4 сигнала рассогласования, находящемуся под низким потенциалом, При пробое регулирующего транзистора 1 вспомогательный транзистор 6 полностью откроется и протекание неуправляемого тока базы регулирующего транзистора 2 через коллекторный переход регулирующего транзистора 1 на выход стабилизатора предотвратится блокирующим диодом 9.

Резисторы 12,13,15, шунтирующие эмит- терные переходы транзисторов, установлены для выполнения требований технических условий на эти транзисторы - шунтировать эмиттерный переход при пассивном запирании транзистора. Резисторы 10, 11, 14 установлены для ограничения токов баз транзисторов.

Предлагаемый стабилизатор может быть использован во вторичных источниках электропитания, к которым предъявляется требование гарантирования отсутствия перенапряжения на выходе при пробое регулирующего транзистора. В качестве регулирующих транзисторов целесообразно использовать транзисторы с большим коэффициентом усиления по току. Усилитель 3 сигнала рассогласования можно построить на операционном усилителе, нагруженном на транзисторный инвертирующий каскад с открытым коллектором. В качестве усилителя 4 сигнала рассогласования также можно использовать операционный усилитель, благодаря чему сделать высокоомным резистивный делитель 7, шунтирующий транзисторы 1, 2.

Таким образом, использование предлагаемого стабилизатора снижает максимальное значение мощности, рассеиваемой на каждом из последовательно включенных регулирующих транзисторов, благодаря чему повышается надежность работы стабилизатора.

Формула изобретения Резервированный стабилизатор напряжения постоянного , содержащий два регулирующих транзистора одного типа проводимости, коллектор-эмиттерные цепи которых включены последовательно в одну из двух силовых шин, расположенных между выводами для подключения нагрузки и первичного источника питания, два усилителя сигнала рассогласования, входы первого из которых соединены с выходной цепью и с выходом источника опорного напряжения, вспомогательный транзистор и

резистивный делитель напряжения, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем снижения максимального значения мощности, рассеиваемой на одном транзисторе в безаварийном режиме, в него введено два блокирующих диода, один из которых включен в цепь, соединяющую выход первого усилителя сигнала рассогласования с базой первого регулирующего транзистора, а другой - в цепь, соединяющую выход второго усилителя сигнала рассогласования с базой вспомогательного транзистора, эмиттер-коллекторная цепь которого включена в цепь связи выхода

первого усилителя сигнала рассогласования с базой второго регулирующего транзистора, вход делителя напряжения подключен к необъединенным силовым выводам регулирующих транзисторов, а выход - к первому

входу второго усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого подсоединен к эмиттер-коллекторной цепи второго регулирующего транзистора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение надежности работы путем снижения максимального значения мощности, рассеиваемой на одном транзисторе в безаварийном режиме. Введенная в стабилизатор дополнительная схема сравнения, сравнивая напряжение на первом регулирующем транзисторе с половиной напряжения, падающего на двух последовательно включенных регулирующих транзисторах, через дополнительный транзистор управляет током базы первого регулирующего транзистора. За счет этого обеспечивается равенство напряжений на регулирующих транзисторах. Введенные в цепи баз второго регулирующего транзистора и дополнительного транзистора диоды предотвращают протекание неуправляемого тока базы регулирующего транзистора при пробое одного любого из регулирующих транзисторов, благодаря чему стабилизатор сохраняет работоспособность. 1 ил.