Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки Советский патент 1976 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам электропитания электронных устройств.

Известен стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий измерительный орган, определяющий перегрузку стабилизатора по току, и исполнительный транзистор, управляемый сигналом, поступающим с измерительного органа, осуществляющий запирание регулирующего органа стабилизатора 1. Однако устройство защиты такого стабилизатора приводит к сбоям в работе потребителя тока импульсного характера, когда амплитуда этих импульсов превышает установленный уровень порога срабатывания защиты, хотя их величина и допустима для стабилизатора.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий транзистор п-р-п типа, датчик тока, включенный в разрыв цепи между эмиттером регулирующего транзистора и положительным выходным полюсом стабилизатора, п-р-п-транзистор блока защиты, эмиттер которого подключен к положительному выходному полюсу стабилизатора, а коллектор через резистор - к положительному полюсу вспомогательного выпрямителя, через разделительный диод - к базе транзистора

регулирующего органа и через цепочку, содержащую последовательно включенные конденсатор и резистор, - к своей базе, которая соединена с узлом сравнения и через стабилитрон с эмиттером регулирующего органа 2J. Недостатком этого стабилизатора является несоответствие изменения порога срабатывания мощности, рассеиваемой на регулирующем органе стабилизатора при наличии значительной величины постоянной составляющей тока нагрузки с наложенными на нее импульсами тока нагрузки.

Для расширения функциональных возможностей стабилизатора путем изменения порога

срабатывания защиты предлагаемый стабилизатор снабжен дополнительными п-р-птранзистором, коллектор которого подключен к коллектору транзистора блока защиты, эмиттер соединен через резистор с положительным

выходным полюсом стабилизатора, а база подключена к узлу сравнения.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого стабилизатора. Стабилизатор содержит транзистор 1 блока

защиты с нагрузочным резистором 2 в цепи коллектора, подключенный к вспомогательному выпрямителю 3, делитель входного напряжения, выполненный на резисторах 4 и 5, создающих опорное напряжение в цепи управления блока защиты, резистор 6 - датчик тока,

который служит для контроля вел 14}1ны тока нагрузки стабилизатора, транзистор V с резистором 8 обратной связи, разделительный диод У, цепь смещения, выполненную на транзисторе 1U и резисторах И и 12, цепь обратной связи, состоящую из резистора 13 и конденсатора 14, стабилитрон 1а, регулирующий орган 1Ь и усилитель 1/ напряжения. Резисторы 4, 5, И и 12 и транзистор 1U образуют узел сравнения.

Стабилизатор работает следующим образом.

Величину емкости конденсатора 14 и величину сопротивления резистора 2 выбирают, исходя из тепловых параметров силовых транзисторов стабилизатора.

Ьсли отсутствует ток нагрузки стабилизатора, то транзисторы 1 и 7 блока защиты заперты, в результате чего падение напряжения на промежутке коллектор-эмиттер этих транзисторов равно величине напряжения вспомогательного выпрямителя. При этом разделительный диод У, смещенный ооратным напряжением, разделяет выход регулирующего органа 15 от коллекторов транзисторов 1 и 7, исключая воздействие защиты на стабилизатор. Б этом режиме величина заряда конденсатора 14 имеет максимальное значение.

Изменение постоянной величины тока нагрузки стабилизатора в пределах от нуля до допустимого значения постоянного тока управляет транзистором 7, что вызывает пропорциональное уменьшение напряжения на промежутке коллектор-эмиттер транзисторов 1 и 7 от максимального значения до напряжения насыщения.

В результате этого пропорционально увеличению постоянного тока нагрузки стабилизатора уменьшается величина заряда конденсатора 14. Б этом режиме транзистор 1 заперт, так как его порог отпирания установлен на уровне допустимого значения постоянного тока нагрузки стабилизатора.

Ьсли амплитуда импульса тока, например, наложенного на постоянную величину тока нагрузки стабилизатора, превышает предельную величину постоянного тока нагрузки стабилизатора, то транзистор 1 блока защиты отпирается, в результате чего накопительный конденсатор 14, разряжаясь, создает на резисторе 4 большую величину запирающего опорного напряжения. По мере разряда конденсатора в течение времени длительности импульса потребляемого от стабилизатора тока потенциал коллекторов транзисторов 1 и 7 снижается. Если амплитуда и длительность импульса потребляемого тока превышают энергетические

возможности стабилизатора, то потенциал коллекторов транзисторов 1 и 7 снижается настолько, что разделительный диод 9 переходит в проводящее состояние и щунтирует блок защиты сигнала управления регулирующим органом.

Таким образом, время разряда конденсатора 14, а следовательно, и неограничиваемая длительность импульса тока нагрузки, зависят как от величины постоянной составляющей тока нагрузки, так и от амплитуды импульса тока нагрузки.

Если ампЛИтуда импульса, потребляемого от стабилизатора тока, превзойдет предельное значение, то транзистор 1 быстро перейдет в режим насыщения в результате прямой передачи большего сигнала управления с резистора 6 через стабилитрон 15 на вход транзистора 1.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий транзистор п-р-п типа, датчик тока, включенный в разрыв цепи между э.млттером регулирующего транзистора и положите.дьным выходным полюсом стабилизатора, п-р-птранзистор блока защиты, эмиттер которого

подключен к положительному выходному полюсу стабилизатора, а коллектор через резистор - к положительному полюсу вспомогательного выпрямителя, через разделительный диод - к базе транзистора регулирующего органа и через цепочку, содержащую последовательно включенные конденсатор и резистор, - к своей базе, которая соединена с узлом сравнения и через стабилитрон с эмиттером регулирующего органа, отличающийся тем,

что, с целью расширения функциональных возможностей стабилизатора путем изменения порога срабатывания защиты, он снабжен дополнительным п-р-п-транзистором, коллектор которого подключен к коллектору транзистора блока защиты, эмиттер соединен через резистор с положительным выходным полюсом стабилизатора, а база подключена к узлу сравнения.

Источники информации, принятые во -внимание при экспертизе:

1. «Электроника, № 13, 1971, стр. 57.

2.Авт. св. СССР № 430362, М. Кл. G 05F 1/58, 1974 (прототип).