Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК G05F1/569 

К его недостаткам следует отнести низкую эффективность, которая выражается в следующем.

Устройство требует обязательного применения дополнительного источника на- пряжения для питания усилителя обратной связи, без которого невозможно управление согласующим транзистором.

Устройство имеет низкий КПД, обусловленный потребностью в дополнительном источнике напряжения , неоправданным падением напряжения на исполнительном элементе и потреблением энергии базовой и коллекторной цепями коммутирующего транзистора.

Устройство имеет пониженную надежность, обусловленную его громоздкостью.

Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усили- теля обратной связи, согласующий транзистор, базо-эмиттерный переход которого использован в качестве управляющей цепи регулирующего элемента, диод, выходной сглаживающий фильтр, включенный между выходными выводами, и узел защиты, включающий в себя транзистор, конденсатор, тиристор, первый, второй и третий резисторы и два датчика аварийных режимов, выходы которых подключены к базе транзистора не- посредственно и к общей силовой шине - через третий резистор, причем анод тиристора, эмиттер транзистора и первый электрод конденсатора подключены к общей силовой шине, коллектор транзистора сое- динен с первым выводом второго резистора .и управляющим электродом тиристора, катод которого соединен с анодом диода, катодом подключенного к выходу усилителя обратной связи и базе согласующего тран- зистора, а второй вывод второго резистора соединен с вторым электродом конденсатора, соединенного через первый резистор с входным выводом, введен четвертый резистор, включенный между катодом диода и входным выводом, а катод тиристора подключен также к второму электроду конденсатора.

Описываемое решение отличается от известных новым элементом и новыми вза- имосвязями. Эти отличия являются новыми, т.к. они отсутствуют в прототипе. Таким образом, описываемое устройство соответствует критерию новизна.

Описываемое решение имеет общие признаки с аналогом и с прототипом. Однако введение в описываемое решение нового элемента и новых взаимосвязей, а также исключение тиристора, транзистора и трех резисторов в его базовой и коллекторных цепях придало ему новые свойства, которые позволяют устранить все перечисленные выше недостатки аналога и прототипа. Перечисленные новые свойства являются сверхсуммарными.

Особо надо отметить следующее сверхсуммарное свойство описываемого решения.

В прототипе верхний предел регулировки выходного напряжения стабилизатора ограничен на уровне примерно на 1,5 В меньшем потенциала анода закрытого диода, который определяется величиной напряжения делителя, образованного тремя резисторами и базо-эмиттерным переходом транзистора. При превышении указанного уровня работа стабипизатора нарушается или дестабилизируется за счет протекания тока через открывающийся диод. В данном решении в стационарных режимах элементы защиты не ограничивают предела регули- ровки выходного напряжения стабилизатора.

Имеются и другие (не перечисленные ранее) сверхсуммарные свойства данного решения.

Таким образом, данное решение соответствует критерию существенные отличия.

На чертеже приведена схема стабилизатора постоянного напряжения.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 резисторы, регулирующий элемент на транзисторе 5 и согласующий транзистор 6, транзистор 7 защиты, тиристор 8, диод 9, усилитель 10 обратной связи, выходной сглаживающий фильтр 11, конденсатор 12 и датчики 13, 14 аварийных режимов. Выход усилителя 10, база транзистора 6 и катод диода 9 подключены через резистор 4 к коллектору транзистора 5 и общей силовой шине 15. Анод диода 9 подключен к катоду тиристора 8 и второму выводу резистора 2 непосредственно, а через резистор 1 - к шине 15 и через конденсатор 12 - к общей шине 16. Анод тиристора 8 и эмиттер транзистора 7 подключены к шине 16, коллектор транзистора 7 соединен с управляющим электродом тиристора 8 и первым выводом резистора 2, а база транзистора 7 подключена к выходам датчиков 13 и 14 непосредственно и через резистор 3 - к шине 16.

Устройство работает следующим образом. При подаче входного напряжения стабилизатор плавно выходит на номинальный режим. При этом за счет выбора соответствующих постоянных времени собственно стабилизатора и RC-цепочки (элементы 1 и 12) исключается возможность ложных срабатываний защиты (элементы 13, 7, 8 и 1) в пусковых режимах, В номинальном режиме анод диода 9 находится под потенциалом шины 15, и диод закрыт. Элементы защиты не потребляют тока ( через них протекают только токи утечек). При срабатывании датчика 13 (токовой перегрузки) в результате возрастания тока в выходной цепи стабилизатора или датчика 14 (перенапряжения на нагрузке) открывается транзистор 7, включается тиристор 8. открывается диод 9 и закрываются транзисторы 6 и 5, Разблокировка защиты осуществляется отключением входного напряжения оператором.

Использование данного решения позволит повысить надежность устройства за счет упрощения (исключения тиристора, транзистора и трех резисторов), исключить потребление тока элементами защиты, повысить КПД устройства за счет исключения падения входного Напряжения на исключенном тиристоре, расширить предел регулирования выходного напряжения в сторону увеличения, Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усилителя обратной связи, согласующий транзистор, база-эмиттерный переход которого использован в качестве указанной управляющей цепи регулирующего элемента, диод, выходной сглаживающий фильтр, включенный между выходными выводами, и узел защиты, включающий в

себя транзистор, конденсатор, тиристор, три резистора и два датчика аварийных режимов, выходы которых подключены к базе транзистора непосредственно и к общей силовой шине - через третий резистор, причем анод тиристора, эмиттер транзистора и первый электрод конденсатора подключены к общей силовой шине, коллектор транзистора соединен с пер- зым выводом второго резистора и с управляющим электродом тиристора, катод которого соединен с анодом диода, катодом подключенного к выходу усилителя обратной связи и к базе согласующего транзистора, а второй вывод второго резистора соединен с вторым электродом конденсатора, соединенного через первый резистор со входным выводом, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен

четвертый резистор, включенный между катодом диода и входным выводом, а катод тиристора подключен также к второму электроду конденсатора.

- гть

«о

Qi

v

- V-i

Редактор

Составитель Н.Михальниченко

Техред М.МоргенталКорректор М. Петрова

ОЭ

,4

ib