Полупроводниковый стабилизатор напряжения Советский патент 1976 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение Относится к области радиотехники, в частности ,к источникам питания, и предназначено для защиты регулирующего транзистора в стабилизаторах напряжения компенсационного типа с усилителем обратной связи от токовых перегрузок при коротком замыкании выхода стабилизатора.

Известны полуироводниковые стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащие составной регулирующий транзистор, включенный последовательно в выходную цепь, токостабилизирующий двухполюсник на транзисторе и диодах, усилитель постоянного тока, датчик перегрузки ио току, транзистор защиты, коллектор которого подключен к базе составного регулирующего транзистора, а эмиттер - к общей точке входной и выходной цепи стабилизатора.

Недостатком таких стабилизаторов являются инерционность, а следовательно, и недостаточно высокая надежность регулирующего транзистора и уменьшение стабильности выходного напряжения элементами защиты. Кроме того, в известных стабилизаторах иапряжения чаще всего все дорогостоящие элементы схем защиты (транзисторы) не участвуют в процессе стабилизации.

Цель изобретения заключается в повыщении надежности и быстродействия защиты и исключении возможности уменьшения стабильности выходного напряжения стабилизатора элементами защиты.

Эта цель достигается за счет того, что предлагаемый стабилизатор снабжен сравнивающим узлом, один входной конец которого через резистор подключен к аноду диода, включенного в базу регулирующего транзистора, другой - к аноду диода токостабилизирующего двухполюсника, а выход соединен с баЗОЙ транзистора защиты.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства, где 1 - онорный диод токостабилизирующего каскада, являющийся одновременно опорным диодом и для схемы сравнения, при этом катод диода соединен с минусовым полюсом источника питания; 2 - опорный диод токостабилизирующего каскада, катод которого соединен с одним из входов сравнивающего устройства; 3 - резистор базы токостабилизирующего каскада; 4 - резистор эмиттера токостабилизирующего каскада, входящий в состав делителя напряжения; 5 - транзистор токостабилизирующего каскада, являющийся одновременно запирающим транзистором защиты; 6 - сравнивающий узел, имеющий два входа и один вы.ход; 7 - резистор делителя напряжения; 8 - транзистор защиты; 9 - регулирующий транзистор, входящий в составной регулирующий элемент;

10 - диод датчика перегрузки по току; 11 -

дополнительный транзистор, входящий в составной регулирующий элемент; 12 - усилитель постоянного тока; 13 - нагрузка стабилизатора напряжения;

Токостабилизирующий каскад выполнен на транзисторе 5, опорных диодах 1, 2, резисторе базы 3 и резисторе эмиттера 4, причем опорный диод 1, транзистор 5 и резистор эмиттера 4 участвуют и в процессе стабилизации выходного напряжения стабилизатора и одновременно выполняют функции элементов защиты. Делитель напряжения датчика перегрузки по току выполнен на последовательном соединении резистора эмиттера 4 токостабилизидующего каскада и резистора 7. Диод 1 является одновременно частью опоры токостабилизирующего каскада и опорой сравнивающего узла 6.

В нормальном режиме, когда отсутствует перегрузка стабилизатора напряжения по току, сигнал, снимаемый с резистора 7 и датчика перегрузки по току, выполненного на последовательном соединении база-эмиттерного перехода регулирующего транзистора 9 и диода 10, включенного в цепь базы этого транзистора в прямом направлении, оказывается недостаточным для срабатывания сравнивающего узла 6, закрытого напряжением смещения, снимаемым с резистора эмиттера 4. При перегрузке стабилизатора по току или коротком замыкании на его выходе возрастает ток коллектора, а следовательно, и ток базы регулирующего транзистора 9. В связи с этим алгебраическая сумма напряжений, снимаемых t датчика перегрузки по току и резистора 7, тоже возрастает и становится больше запирающего напрял ения смещения.

Сравнивающий узел 6 срабатывает и выдает сигнал на базу транзистора защиты 8. Транзистор защиты 8 открывается и уменьшает потенциал коллектора транзистора 5 токостабилизирующего каскада и базы дополнительного транзистора И относительно плюсовых полюсов выхода стабилизатора напряжения и источника питания. Ток коллектора дополнительного транзистора 11 ограничивается, а следовательно, ограничивается ток базы и ток коллектора регулирующего транзистора 9.

При этом ток транзистора 5 уменьшается, уменьщая запирающее напряжение смещения, снимаемое с резистора эмиттера 4, и удерживая тем самым сравнивающий узел 6 в

сработанном состоянии.

Включение диода 10 в цепь базы регулирующего транзистора 9 в прямом направлении увеличивает крутизну входной характеристики этого транзистора, что приводит к повышению быстродействия защиты, а следовательно, и к повышению надежности стабилизатора.

Регулирующий транзистор 9 продолжает подавать питание к нагрузке 13 с уменьшенным током и при этом не происходит повреждения регулирующего транзистора 9, источника питания и нагрузки 13.

После прекращения перегрузки стабилизатор напряжения автоматически переходит в нормальный режим работы.

Использование элементов токостабилизирующего каскада одновременно и в качестве элементов защиты позволяет исключить уменьшение стабильности выходного напряжения стабилизатора элементами защиты при изменении входного напряжения.

Формула и зобретения

Полупроводниковый стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий составной регулирующий транзистор, включенный последовательно в выходную цепь, Токостабилизирующий двухполюсник на

транзисторе и диодах, усилитель постоянного тока, датчик перегрузки по току, транзистор защиты, коллектор которого подключен к базе составного регулирующего транзистора, а эмиттер - к общей точке входной и выходной цепи стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, стабилизатор снабжен сравнивающим узлом, один входной конец которого через резистор подключен к аноду диода, включенного в баЗУ регулирующего транзистора, другой - к аноду диода токостабилизирующего двухполюсника, а выход соединен с базой транзистора защиты.