Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК G05F1/58 

I

Изобретение относится к области электротехники и может Р1,ть использовано для заициты стабилизаюра и иг рузки.

Известен стаби; иза1Ор, в котором орган затцигы обесь:;4ивает защиту стабилизатора от перегрузкя по току, перенапряжения на входе 1 . Недостатком такого стабилизатора является то, что орган защигь обеспечивает защиту стабилизатора по одному или двум из перечисленных параметров, но не защищает нагрузку от повышенного напряжения, Для на1рузкн используется самостоятельнь Й орган защиты, который контролирует напряже ие на выходе стабилизатора, т.е. для защиты стабилизатора и нагрузки используются самостоятельные органы защиты.

Такое peujeime задачи защиты стаби/шза тора и нагрузки cyiHccTBCHHo ухудщает eiO весо-табаритные характеристики, к.п.д. и надежность.

Более близким техническим peuieiineM к изобретению является стаГжлизатпр напряжения постоянного тока, сгодоржащнй )eryjrnpyi( транзисTtij), nepexo/ioNt коллектор -; мигте) сос/шнен шга через резисгимиый ;1г/1игол1 сп входом транзисторного усилите;) i) , .иапик (1ка которого включен между коллектором регулирующего транзистора и входной клеммой стабилизатора, а выход соединен с исполнительным злементом органа зашиты через пороговый узел 2.

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет орган защиты от перенапряжения на входе, перегрузки по току, но не содержит органа защиты нагрузки от повышенного напряжения. Когда нагрузкой, например, являются микросхемы, важно контролировать напряжение на нагрузке н в случае повышения напряжения отключать стабилизатор HJTH наг11узку.

Целью изобретения является создание органа защиты, обеспечивающего защиту стаби; изатора CIT перегрузки по току, гтеренапряже шя на входе и нагрузки от повышенного напряжения. Это достигается тем, что орган заищты вь полт1ен по дафференциальной схеме на трех транзисторах, к средней точке указан гого делителя напряжения и точке соединения базового электрода транзистора усилителя, .гвляющетося выходом усилителя, подключен ne;jBbm стабилитрон, база второго тра гзистора днффере1щиапьного усилителя подключена ко второму резистиниому делителю, один крайний вывод которого г1о.)чен к точке с()еди1гения

,|Ц1гчика тока с пходиой клеммой счабнли;1ато)а, я Д1)уго11 через вторим стабилитрон к дру)Ч)й входной клемме стабилизатора, эмиттер же третьего транзисюра подключен к точке соединения датчика тока с электродом регулирующего транзистора, его коллектор подключен к общему змиттерному резистору первых двух транзисгоров, а база через о;шн из крайних выводов третьего резистивного делителя подключена к точке соедлне шя полюса источника с датчиком тока, а через другой крайний вывод указанного делителя - к минусу дополнительного источника питания дафференциалыюго усияитсля.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения иостоян,)юготока.

Стабилизатор содержит датчик тока 1, включенный последовательно с регулирующим транзистором стабилизатора, дифференциальный усилитель 2 на трех транзисторах, базовый делитель 3,4 транзистора 5 усилителя 2, подключенный к переходу коллектор-эмиттер регулирующего транзистора, причем к средне точке делителя 3,4 и коллектору регулирующего транзистора подключен стабилитрон 6; базовый делитель 7,8 транзистора 9 усили гели 2, подключенный одной точкой к точке соединения датчика тока 1 с входной клеммой собилизагора, а другой через стабилитрон 10 к друго клемме стабилизатора; транзистор t i, базовый делитель 12,13 которого одной точ}кой подключен к точке соединения дагшка тока 1 с плюсом источника, а другой - к минусу питания y ффepeнциaльнoгo усилителя 2, эмиттер транзистора И подключен к точке соединения датчика тока 1 с электродом регулирующего транзистора, а коллектор к эМиттермому резистору 14 дифференциального усилителя 2; пороговый узел 15, подключенный к коллектору транзистора 5, выход которого соединен с исполнительным элементом 16 органа защиты; регулируюиаш транзистор 17,

Уст1юйство работает следующим образом.

При нормальной работе линейного стабилизатора напряже шя изменение напряже1шя на переходе кол;1ектор-эмиттер регулирующего транзистора пропорциошльно изменению входного напряжения. (Изменение напряжения на переходе регулирующего транзистора подается на базу транзистора 5 усилителя 2 через рсзис1 юный делитель 3,4, а на базу грцнэистора 9 усилителя 2 через резистивный делитель 7,8 изменение входного напряжения.

Для того, чтобы разность напряже1вш на базах транзисгоров 9,5 усилителя 2 оставалась постоянной во всем даапазоне изменения входного напряжения коэффи1шент деления делителей 7,8 и 3,4 выбирается равным и в одно плечо делителя7,8 включается стабилитрон 10, который обеспечивает эту разность, причем напряжение на базе транзистоipa 9 меньше напряжения на базе транзистора 5, вследствие чего последши открыт. Транзистор И открыт, так как напряжение на базе, определяемое делителем 12,13 выше мапрлжсиия ;)ми1,1е ра, определяемо1-о iiaueluieM н;т)яжгН)1я над.ичикч тока 1, и с выхода порогопою узла 15д1одклн1Чснного к коллектору транзисто 5а 5 усилителя 2 не подается сигнал, вьсзываюишй срабатьгаание исполнительного элемента 16 органа защиты.

При токовой перегрузке стабилизатора падение напряжешш на датчике тока 1 возрастает, повышая напряжение на эмиттере транзистора И, вследствие чего последний подзапирается, вызывая запирание транзистора 5 усилителя 2, Пороговый узел 15 опрокидывается и с его выхода подается сигнал на исполнительный элемент 16 органа защиты, который отключает стабилизатор и нагрузку.

При повыщении Напряжения на нагрузке напряжение на переходе коллектор-эмиттер регулирующего транзистора уменьшается, а вместе с этим понижается напряжение на базе транзистора 5 усилителя 2, и как только напряжение на базе транзистора 9 станет достаточно выше, транзистор 5 усилителя 2 закроется. Пороговый узел 15 опрокидывается, и с его выхода подается сигнал на исполнитель1П)Ш элемент 16 органа защиты, который отключает стабилизатор и нагрузку.

При перенапряжении на входе стабилизатора напряжение на базе транзистора 5 усилителя 2, ограниченное стабилитроном 6, оказывается меньще напряжекия на базе транзистора 9, вследствие чего напряжение на коллекторе транзистора 5 возрастает. Пороговый узел 15 опрокидьгоается, и с его выхода подается сигнал на исполнительный элемент 16 органа защиты, который отключает стабилизатор и нагрузку.

3aiv«Ha нескольких органов защиты одним, обестечиваюидам защиту стабилизатора, повышает кл.д,, надежность и улучщает весе-габаритные характеристики.

Кроме того, появляется возможность унификаЩ1И органа защиты для линейных стабилизаторов напряжения.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор переходом коллектор-эмиггер ,соединенный через резистивный делитель со входом транзисторного усилителя органа защиты, датчик тока которого включен между коллектором регулирующего транзистора и входной клеммой стабилизатора, а выход соединен С исполнительным элементом органа защиты через пороговый узел, о тличающийся тем, что, с целью повыщения надежности за счет обеспечения одновременной защиты стабилизатора от перегру:1ки по току перенапряжения на входе и нагрузки oi повыlUeiffloro напряжения, транзисторный усилитель органа защиты выполнен по длфферепадальной схеме на трех транзисторах, причем к средней т(1чке указанного де штеля нагфяжею1Я и точке соедяисШ1Я базоною млеилрояа раизнстора усилителя, являющеюся выходом усилителн, подключен первый стабилитрон, база BTOpoio 1ранзистора диф4 еренциального ус1иштеля подключена ко второму резистлвному делителю, один крайний вывод которого подключен к точке соеданения датчика тока с входной клеммой стабилизатора, а другой через второй стабилитрон - к другой входной клемме стабилизатора, элшттер же третьего транзистора подключен к точке соединения датчика тока с электродом регулирующего транзистора, его коллектор подключен к обшему эмиттерному резистору первых двух транзисторов, а база через один из

крайних вьшрдов третьего рез сп вногс делителя погтключена .Сточке соединения полюса исгочну1ка с датчиком тока и через другой крайний вывод указанного делителя - к минусу дополнительнсго источника питания дифференциального усилителя.

Источники информащш, принятые во в шмание при экспертизе:

1. Патент США № 3582713, кл. 371-71, 1971

(аналог).

2. Авторское свидетельство № 336655, кл G 05 f 1/10,1970 (прототип).