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

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к вторичным источникам электропитания, и может быть использовано для обеспечения стабилизированным напряжением различной аппаратуры, особенно подверженной повышенному риску выхода из строя с образованием при этом коротких закрытых замыканий по цепям питания.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие в своем составе регулирующие транзисторы, усилители тока, опорные элементы и делители напряжения (см.а.с. № 1001053 G 05 F 1 /58, пат. ФРГ № 2757637 G 05 F 1 /46, Японии № 54-492 G 05 F 1/58, 58 Н 1 и др.). Однако указанные устройства имеют ограниченные функциональные возможности или повышенную сложность схемных решений.

Из известных стабилизаторов постоянного напряжения наиболее близким по технической сущности является устройство (2),

принятое за прототип. Он содержи регулирующий транзистор, соединенный эмиттером, коллектором и базой соответственно с входной шиной, выходной шиной и коллектором транзистора усилителя тока, эмиттер которого подключен к средней нелинейного делителя напряжения, база - к средней точке линейного делителя напряжения, а токозадающий резистор, один из резисторов линейного делителя напряжения и катод опорного элемента нелинейного делителя напряжения соединены с коллектором регулирующего транзистора, при этом резистор нелинейного делителя напряжения подключен к общему проводу.

Недостатком данного стабилизатора является то, что его токоограничи тельный элемент (лампа накаливания) продолжает запитываться полным током мере: открытый тиристор после возникновен я в нагрузке короткого замыкания вызывающего переключение устройства в запертое состоО

яние. Т.е. не выполняется функция сигнализации о запрещенном режиме (неисправности) в нагрузке.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы путем обеспечения индикации режима короткого замыкания в нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный эмиттером, коллектором и базой соответственно к входному выводу, выходному выводу и выходу усилителя постоянного тока, входы которого по отдельности подключены к средним выводам нелинейного и линейного делителей напряжения, тиристор, катод которого подключен к общей шине, а управляющий электрод - к одному из выводов режимного резистора, и элемент индикации, включенный между входным выводом и анодом тиристора, подключенным к одному из крайних выводов линейного делителя, другой крайний вывод которого соединен с выходным выводом, при этом катод опорного элемента нелинейного делителя подключен к выходному выводу, а крайний вывод резистора этого делителя соединен с общей шиной, введены конденсатор и токозадающий резистор, включенные последовательно между управляющим электродом тиристора и выходным выводом, а второй вывод режимного резистора подключен к общей шине.

Отличительными признаками предложенного стабилизатора постоянного напряжения являются введение в схему устройства цепи, состоящей из последовательно включенных между управляющим электродом тиристора и выходным выводом конденсатора и токозадающего резистора, а так же включение режимного резистора между управляющим электродом тиристора и общей шиной, чем обеспечивается отключении элемента индикации от источника электропитания за счет переключения тиристора в закрытое состояние при возникновении короткого замыкания в нагрузке. Отсутствие тока через элемент индикации при наличии напряжения на входном выводе устройства является свидетельством неисправности нагрузки

При исследовании предложенного технического решения по патентной и научно- технической литературе не обнаружено известных решений с признаками, сходными с признаками, отличающими предложенное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о существенности отличий предложенного решения.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий

транзистор 1, эмиттер, коллектор и база которого соединены соответственно с входным выводом 2, выходным выводом 3 и выходом усилителя постоянного тока 4. Один вход усилителя постбянного тока 4

0 подключен к среднему выводу нелинейного делителя напряжения, состоящего из опорного элемента 5 и резистора 6, а другой вход соединен со средним выводом линейного делителя напряжения, образованного рези5 сторами 7 и 8. Катод опорного элемента 5 и резистор 7 подключены к выходному выводу 3, а резистор 8 соединен через элемент индикации 9 с входным выводом 2 и с анодом запираемого тиристора 10, управляющий

0 электрод которого через конденсатора 11 и токозадающий резистор 12 подключен к выходному выводу 3 и через режимный резистор 13 соединен с его катодом, резистором 6 и общей шиной 14.

5Стабилизатор постоянного напряжения

работает следующим образом.

При подаче на входной вывод 2 напряжения питания по цепи, состоящей из элемента индикации 9. резистора 8 линей:,ого

0 делителя напряжения, перехода база - эмиттер транзистора усилктепя постоянного тока 4 и резистора 6 нелинейного делителя напряжения, начинает протекать ток запуска. При этом открывается транзистор

5 усилителя постоянного тока 4. Регулирующий транзистор 1 так же откооется т.к. его база через переход коллектор - эмиттер транзистора усилителя постоянного тока 4 и резистор 6 окажется подключенном общей

0 шине 14. По выходному выводу 3 начнет протекать ток нагрузки и одновременно через токозадающий резистор 12 будет заряжаться конденсатор 11. Процесс заряда вызовет падение напряжения на режимном

5 резисторе 13 в виде короткого импульса положительной полярности. Этот импульс, действуя между управляющим электродом и катодом запираемого тиристора 10 переключит его в открытое состояние и через

0 элемент индикации 9 начнет протекать полный рабочий ток. Кроме того через открытый тиристор 10 к общей шине будет подключен резистор 8 линейного делителя напряжения. Такое состояние устройства является

5 рабочим режимом стабилизации выходного напряжения на выводе 3.

Если стабилизатор подключен к корот- козамкнутой нагрузке го. после подачи питающего напряжения на вывод 2. описанного выше процесса не произойдет.

транзистор 1 останется в закрытом состоянии. Тиристор 10 так же будет заперт и отсутствие тока через элемент индикации 9 явится сигналом неисправности в нагрузке. При возникновении короткого замыкания в нагрузке в процессе работы стабилизатора транзисторы усилителя постоянного тока 4 и регулирующий 1 запираются за счет триггерного эффекта. Конденсатор 11 начнет разряжаться через токозадающий резистор 12 и цепь короткого замыкания в нагрузке. При этом на режимном резисторе 13 сформируется импульс отрицательной полярности, который переключит запираемый тиристор 10 в непроводящее состояние и ток через элемент индикации 9 прекратится. Для восстановления исходного состояния необходимо снять напряжение с входного вывода 2 стабилизатора и устранить неисправность в нагрузке.

В качестве элемента индикации 9 может быть использовано любое, соответствующее каждому конкретному случаю применения, устройство, имеющее постоянное активное внутреннее сопротивление. Величина этого сопротивления не должна превышать некоторого значения, при котором начальный ток запуска через переход база- эмиттер транзистора усилителя постоянного тока 4 будет меньше минимально допустимого уровня, обеспечивающего надежное отпирание последнего. Такими устройствами могут быть, например, электромагнитное реле, светоизлучающий элемент, датчик тока и тому подобное. В качестве1 опорного элемента 5 могут быть использован стабилитрон, а в качестве постоянного тока транзистор, у которого коллектор - выход, а эмиттер и база - входы, соответственно подключенные к средним выводам нелинейного и линейного делителя напряжения.

Преимуществом предлагаемого сгаби лмзатора постоянного напряжения по сравнению с прототипом а с № 1273904 является его способность регистрировать

режим короткого замыкания в нагрузке в процессе работы, за счет чего и достигается повышение надежности. Область применения предлагаемого стабилизатора будет более широкой за счет возможности

использования в качестве элемента индикации разнообразных злектрорадиоизделий или специально разработанных для этой цели исполнительных устройств.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный эмиттером, коллектором и базой соответственно к входному выводу, выходному выводу и выходу усилителя постоянного тока, входы которого по отдельности подключены к средним выводам нелинейного и линейного делителей напряжения, тиристор, катод которого подключен к общей шине, а управляющий

электрод - к одному из выводов режимного резистора, и элемент индикации, чключен- чый между входным выводом и анодом тиристора, подключенным одному из крайних выводов линейного делителя, другой крайний вывод которого соединен с выходным выводом, при этом катод опорного элемента нелинейного делителя подключен к выходному выводу, а крайний вывод резистора этого делителя соединен с общей шиной, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности работы путем обеспечения индикации режима короткого зя- мыкания в нагрузке, в него введены конденсатор и токозадающий резистор,

включенные последовательно между управляющим электродом тиристора и выходным выводом, а свободный вывод режимного резистора подключен к общей шине.

ШИ /

д.з.

/

/

/

Использование для электропитания различной аппаратуры высокостабильным напряжением. Сущность изобретения: устройство содержит регулирующий транзистор, усилитель тока, усилитель напряжения, опорный элемент, регистрирующий элемент и запираемый тиристор. В устройство введены конденсатор и токозадающий резистор, включенные последовательно между управляющим электродом тиристора и выходным выводом, а свободный вывод режимного резистора подключен к общей шине. Благодаря этому устройство имеет повышенную точность работы при регистрации режима к.з, в нагрузке. 1 ил.