Компенсационный стабилизатор напряжения с защитой Советский патент 1992 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании блоков питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен непрерывный стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания и снижением тока короткого замыкания по сравнению с пороговым током срабатывания. В известном устройстве при регулировании выходного напряжения стабилизатора изменяется и ток срабатывания защиты, что требует введения большого запаса по току срабатывания защиты. Кроме того, известные схемы с резистором-датчиком тока и одним транзистором, шунтирующим переход база-эмиттер проходного транзистора стабилизатора, имеют большую температурную зависимость, что также требует наличия большого запаса по току срабатывания. Это приводит к необходимости применения более мощных транзисторов, наличия тяжелых теплоотводов, увеличения габаритов силовых трансформаторов.

Известны также технические решения, позволяющие решить поставленную задачу, но требующие для реализации не менее двух разнополярных источников опорного напряжения. Это увеличивает сложность устройства и снижает его надежность, так как выход из строя любого источника опорного напряжения влечет за собой отказ стабилизатора.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение схемы.

vj СО VI 4 СО СО

Это достигается тем, что в компенсационном стабилизаторе напряжения с защитой, содержащем регулирующий транзистор, подключенный первым силовым выводом к входному выводу, вторым силовым выводом - к выходному выводу, датчик тока, узел обратной связи и узел защиты, сумматор токов, первый и второй согласующие транзисторы, коллектор первого согласующего транзистора соединен с управляющим выводом регулирующего транзистора, база первого подключена к выходу узла обратной связи, а база второго - к выходу узла защиты, резй- стивный делитель выходного напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной и связанный выходом с входом узла обратной связи и входом узла защиты, сумматор токов выполнен на трех резисторах, причем первый вы&од первого резисгора подключен к источнику опорного напряжения и второму входу узла обуткой связи, первый вывод эторого реаксторз соединен с выходом резяетаамого напряжения, первый вывод Tfwbero реш- стора подключен к шхадуйзт а к8то«в, вторые выводы трех рэзйстхэров е@ыщ«И8 ш и подключены к вкеду узла ширпы, эмиттер первогошгааеушщеге трбмдоетода соединен с кол лекторши stepora ввгдазую- щего транзистора, амятр аэтораго к®8 ключей к общей шине.

На фиг,1 представила €хша компенсационного стабилизатора напряжений е защитой: на фиг.2 - дшгрешаа, noacwats- щая его работу.

Компенсационный стабилизатор напряжения с защитой содержит гшеяедователь- ный регулирующий транзистор 1, ДБ а согласующих транзистора 2 и 3, резмстив- ный делитель выходмого напряжения, на резисторах 4 и 5, источник б опорного напряжения, датчик 7 тока, огш|эац оиный усилитель 8 узла обратной СБЙЗИ, сумматор токов на трех резисторах 9-11, операционный усилитель 12 узла защиты, цепь обратной связи операционного усилителя узла защиты на резисторах 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

До момента срабатывания узла защиты стабилизатор находится в режиме стабилизации выходного напряжения, при этом согласующий транзистор 3 защиты открыт положительным напряжением с выхода операционного усилителя и устройство находится в режиме стабилизации напряжения.

Условием режима стабилизации напряжения является следующее неравенство:

tWR10+Uon/R8 Онагр -R14)/R11(1).

При возрастании тока нагрузки за счет увеличения падения напряжения на датчике тока 7 будет уменьшаться положительное напряжение на выходе сумматора 8-11

токов, и когда это напряжение уменьшится до величины:

U U&(VT3) (R7/R4), (2),согласующий транзистор 3 начнет закрываться и уменьшать ток, поступающий через первый согласующий транзистор 2 в базу последовательного регулирующего транзистора 1, что приводит к уменьшению тока нагрузки стабилизатора и выходного напряжения.

При снижении выходного напряжения в

результате срабатывания схемы защиты уменьшается составляющая идел/КШ, входящая в формулу (1). При этом неравенство сдвигается в сторону меньших токов нагрузки. При коротком замыкании в нагрузке соетавляющзя Удел/К О обращается в нуль, и ток короткого замыканий определяется равенством:

lWR8-(lH p-ftM)/RH(3} vflp« регулировании выходного напряж©нш а широко диапазоне напряжение на выхода делителя напряжения 4,5 остается пеетешиьни. а следовательно, ток, протека- «шрй через рзййешр 0 сумматора тока 9 - 1, шше « менйвтся. Зе счет этого обеспе«шшвтея меашишкизеть тока срабатывания &аарш и гшэ короткого ааашканмя от регул и- роаэшя шксдает иайр&шенш стабилизатора, чт© яозвойяет упростить схему етаШшшгаззэ, мшшдать шнетруктезные запаш. ®штъ шееу тройств и вторьршого а.чеетршштения и гюшешъ УК надежность.

Формула изобретения Компенсациш «ь(й стабилизатор напряжеимя с защйтвй, свдержащадй регулирующий транзистор, подключенный первым CWJOBUW выводом к входному выводу, вторым шяовым выводом - к выходному выводу, датчик тока, узел обратной связи и узел

защиты, сумматор токов, первый и второй согласующие транзисторы, коллектор первого согласующего транзистора соединен с управляющим выводом регулирующего транзистора, база первого подключена к выходу узла обратной связи, а база второго - к выходу узла защиты, резистивный делитель выходного напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной и связанный выходом с входом узла обратной

связи и входом узла защиты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения схемы, сумматор токов выполнен на трех резисторах, причем первый вывод первого резистора подключен к источнику опорного напряжения и второму входу узла обратной связи, первый вывод второго резистора соединен с выходом резистивного делителя выходного напряжения, первый вывод третьего резистора подключен к выходу датчика тока, вторые выводы

7

трех резисторов объединены и подключены к первому входу узла защиты, эмиттер первого согласующего транзистора соединен с коллектором второго согласующего транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного напряжения для питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение надежности и упрощение схемы. Устройство содержит регулирующий транзистор 1, первый, второй согласующие транзисторы 2 и 3, усилитель 8 узла рбратной связи, усилитель 12 и цепь обратной связи на резисторах 13, 14 узла защиты, источник 6 опорного напряжения, делитель выходного напряжения на резисторах 4, 5, сумматор токов выполнен на резисторах 9 - 11 и датчик 7 тока. При увеличении падения напряжения на датчике тока уменьшается положительное напряжение на выходе сумматора, когда указанное напряжение станет ниже напряжения, задаваемого цепью обратной связи на резисторах 13 и 14, начнет закрываться транзистор Зг что вызовет уменьшение выходного напряжения, что в свою очередь еще больше уменьшит напряжение на выходе сумматора. В результате цепь защиты обеспечивает отрицательный наклон внешней характеристики устройства при перегрузках и коротких замыканиях. 2 ил.

УВых

°Фие. 1