ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ Советский патент 1973 года по МПК G05F1/569 

1

Изобретение относится к области электротехники, а имеино ко вторичным источникам питания, и может быть исиользовано как стабилизированный источник питания различной аппаратуры.

Известны импульсные стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузки, содержащие регулирующий составной транзистор, сглаживающий LC-фильтр, схему сравнения, широтно-импульсный модулятор, усилитель мощности импульсов, датчик тока в виде резистора в коллекторной цепи регулирующего транзистора и схему ограничения тока нагрузки.

Для расщиреиия области применения и повыщения надежности в работе в предлагаемом стабилизаторе схема ограничения тока нагрузки выполнена на двух транзисторах, переход эмиттер-база одного из которых подключен к датчику тока, а коллектор - к катоду полупроводникового диода. Анод диода через последовательно соединенные резистор и конденсатор подключен к потенциальному зажиму выходного напряжения. Параллельно конденсатору подключен переход эмиттер-база другого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором транзистора схемы сравнения.

К потенциальному зажиму выходного напряжения катодом подключен стабилитрон.

2

анод которого через резистор подсоединен к базе транзистора усилителя мощности импульсов, что позволяет исключить работу стабилизатора в режиме короткого замыкания.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема описываемого стабилизатора. Стабилизатор представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования, содержащую регулирующий составной транзистор 1, эмиттер которого подключен к потенциальному зажиму входного напряжения, а коллектор через дроссельную катушку 2 - к потенциальному зажиму выходного напряжения, конденсатор 3, подключенный между зажимами выходного напряжения, отсекающий диод 4, подсоединенный между коллектором транзистора 1 и нулевым зажимом, схему сравнения 5. К коллектору транзистора схемы сравнения подключен вход широтно-импульсного модулятора или релейного элемента 6, к выходу которого подсоединена база транзистора усилителя 7 мощности импульсов. К коллектору транзистора усилителя через цепочку автоматического запирающего напряженин подключена база транзистора /. В коллекторную цепь транзистора 1 включен резистор-датчик тока 8. Схема защиты от перегрузки выполнена на транзисторах 9 и 10. Переход эмиттер-база транзистора 9 подключен

к резистору 8, а коллектор - к катоду диода

//, анод которого через резистор i2 и конденсатор 13 подсоединен к потенциальному зажиму выходного напряжения. Параллельно конденсатору 13 подключен переход эмиттер-база транзистора 10, коллектор которого соединен с коллектором транзистора схемы сравнения 5. Цепочка защиты от короткого замыкания состоит из ограничительного резистора 14 и полупроводникового стабилитрона 15. Катод стабилитрона подключен к потенциальному зажиму выходного напряжения, а анод через резистор 14-к базе транзистора усилителя 7.

Схема ограничения тока нагрузки работает по принципу уменьшения длительности импульсов широтно-импульсного модулятора или релейного элемента 6, в результате чего при перегрузке по току выходное напряжение стабилизатора уменьшается, ограничивая ток нагрузки.

Регулирующий каскад выполнен по схеме составного транзистора с автоматическим запиранием напряжением. Резистор 8 способствует лучшему насыщению мощного транзистора и одновременно является датчиком тока. Транзистором усилителя 7 управляют импульсы модулятора или релейного элемента 6. Когда он находится в открытом состоянии, регулирующий транзистор заперт, и наоборот. Место движка резистора 8 выбрано так, что при номинальном токе нагрузки падение напряжения на резисторе недостаточно для отпирания транзистора 9. При этом транзистор 10 находится также в запертом состоянии и схема ограничения тока не влияет на работу стабилизатора. При увеличении тока нагрузки выше номинального в промежутки времени, когда через резистор 8 протекает ток, транзистор 9 открывается и через диод 11 и резистор 12 конденсатор 13 заряжается до напряжения, необходимого для отпирания транзистора 10. Коллекторный переход транзистора 10 щунтирует транзистор схемы сравнения 5, что приводит к уменьшению относительной длительности импульсов модулятора или релейного элемента 6, а следовательно, и выходного напряжения. В промежутки времени, когда регулирующий транзистор 1 заперт, транзистор 9 запирается, однако транзистор 10 зарядом конденсатора 13 поддерживается в открытом состоянии. Диод 11 прерывает цепь разряда конденсатора 13 через транзистор 9, так как база этого транзистора через отсекающий диод 4 подключена к нулевой клемме стабилизатора.

Порог срабатывания схемы ограничения тока задается изменением полол ения движка резистора 8, не меняя степени насыщения

мощного транзистора. Порог ограничения тока нагрузки практически не зависит от изменения величины выходного напряжения.

Пробивное напряжение стабилитрона 14 цепочки защиты от короткого замыкания должно удовлетворять соотношению

f/i.x it/CT (f/BS-С/вых),

где .t/BxHf/ubis-входное и выходное напряжения стабилизатора; Uci - пробивное напряжение стабилитрона. При нормальной работе стабилизатора к стабилитрону прикладывается нанряжение (Uax-(Увых) ;/7ст. Стабилитрон находится в запертом состоянии, и цепочка на работу стабилизатора не влияет. При коротком замыкании на выходе стабилизатора к стабилитрону прикладывается нанряжение . Стабилитрон пробивается и отпирает транзистор усилителя 7, который запирает регулирующий транзистор /.

После устранения короткого замыкания стабилизатор запускается автоматической цепочкой самозапуска или повторным включением входного напряжения.

Предмет изобретения

1.Импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий составной транзистор, сглаживающий LC-фильтр, схему сравнения, широтно-имнульсный модулятор, усилитель мощности импульсов, датчик тока в виде резистора в коллекторной цепи регулирующего трапзистора и

схему ограничения тока нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения стабилизатора и повышения надел ности, схема ограничения тока нагрузки выполнена на двух транзисторах, переход

эмиттер-база одного из которых подключен к датчику тока, а коллектор - к катоду полуироводникового диода, анод которого через последовательно соединенные резистор и конденсатор подключен к потенциальному зажиму выходного нанряжения, причем параллельно конденсатору подключен переход эмиттербаза другого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором транзистора схемы сравнения.

2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения его работы в режиме короткого замыкания, к потенциальному зажиму выходного напряжения катодом подключен стабилитрон, анод которого через резистор подключен к базе транзистора усилителя

мощности ИМПУЛЬСОВ.

s%/л

Jj