ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах питания.

В известных импульсных стабилизаторах напряжения, содержащих регулирующий транзистор, усилитель обратной связи и измерительный элемент, короткое замыкание на выходе приводит к выходу из строя регулирующего транзистора.

Для защиты от короткого замыкания в описываемом стабилизаторе между коллектором транзистора усилителя обратной связи и выходной клеммой включен стабилитрон.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора.

Роль регулирующего элемента выполняет одноемкостной мультивибратор - тртнзисторы /, 2, сопротивление 3, конденсатор 4. Стабильность выходного напряжения обеспечивает усилитель обратной связи, выполненный на транзисторе 5 и сопротивлениях 6, 7, 8.

Напряжение обратной связи сравнивают с источником опорного напряжения - стабилитрон 9, сопротивление 10.

Необходимый уровень пульсаций выходного напряжения обеспечивает фильтр - диод //, дроссель 12, конденсатор 13.

грузки 14 из-за резкого возрастания тока коллектора).

При нормальной работе стабилизатора частоту переключения мультивибратора задают

временем заряда и разряда конденсатора 4. В первый момент, когда конденсатор 4 разряжен, транзистор 2 открыт, а транзистор / закрыт и мультивибратор будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока заряжается конденсатор 4. Его разряд происходит по цепи: плюс источника, сопротивление нагрузки 14, дроссель 12, конденсатор 4, сопротивление 5, база-эмиттер транзистора 2, минус источника.

Когда конденсатор зарядится, транзистор 2 перейдет из области насыщения в активную область, при этом сигнал на входе после усиления мультивибратором через конденсатор 4 опять попадет на вход, но большей величины.

Происходит лавинообратный процесс опрокидывания и транзистор 2 закрывается, а транзистор 1 открывается, при этом конденсатор 4 начинает разряжаться по цепи: конденсатор 4, сопротивление 6, коллектор-эмиттер

транзистора 5, стабилитрон 9, сопротивление нагрузки 14, дроссель 12, конденсатор 4. При достижении нулевого потенциала на конденсаторе 4 транзистор 2 выйдет из области запирания в активную область, после чего проце которого транзистор 2 открывается, а транзистор 1 закрывается.

Для защиты стабилизатора от короткого замыкания нагрузки необходимо перевести мультивибратор в такое состояние, когда транзистор 2 открыт, а транзистор / закрыт. Это условие выполняется, если одновременно с коротким замыканием разрядить конденсатор 4. Роль разрядного элемента в предлагаемой схеме выполняет стабилитрон 15.

В предлагаемом стабилизаторе защита от короткого замыкания достигается путем использования стабилитрона, который подключен, например, катодом к минусу выходного напряжения и анодом к коллектору транзистора 5. В качестве ограничителя тока через стабилитрон используется коллекторное сопротивление усилителя обратной связи.

При нормальной работе стабилизатора напряжение пробоя стабилитрона должно быть больше максимального напряжения в точках его подключения, следовательно стабилитрон закрыт и не рассеивает мощности. При коротком замыкании нагрузки напряжение на стабилитроне скачком возрастает и при достижении напряжения пробоя через него протекает ток, который управляет схемой ключевого стабилизатора таким образом, что транзистор 1 закрывается, а транзистор 2 открывается в результате разряда конденсатора 4 по цепи: конденсатор 4, сопротивление 6, стабилитрон 5, дроссель 12, конденсатор 4.

Стабилизатор в таком состоянии будет находиться и после устранения короткого замыкания нагрузки. Для того, чтобы стабилизатор выполнял свои функции, надо отключить входное напряжение, что необходимо для запирания стабилитрона 15, и после этого снова включить его. Причем, если короткое замыкание не устранено, стабилизатор не будет включаться даже при повторном включении входного напряжения.

Увеличение надежности достигается благодаря тому, что в режиме короткого замыкания нагрузки мощность на стабилитроне равняется 0,5-j-l % от допустимой.

Предмет изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, усилитель обратной связи, отличающийся тем, что, с целью защиты от короткого замыкания, между коллектором транзистора усилителя обратной связи и выходной клеммой включен стабилитрон.

..

--±