Стабизатор постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры и может быть применено для их защиты.

Известио устройство, обеспечивающее защиту стабилизатора от токовой перегрузк и нагрузки от повышеииого напряжения, содержащее дифференциальный усилитель i токостабилизирующим транзистором, логическую схему ИЛИ, датчик тока 1.

Наиболее близким техническим решением к иредлагаемому изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные иоследовательио в выходную шину регулирующий транзистор и датчик тока, транзистор защиты, эмиттер которого иодключен к выходу, база через первый резистор - к эмиттеру регулирующего транзистора, дифференциальный усилитель на двух транзисторах, в цепи эмиттеров которых включен токостабилизирующий транзистор, а к базовой цепи одного из транзисторов подключен источник опорного напряжения, соединенный со входом стабилизатора, и коммутирующий транзистор, соедииенный базо с выходом дифференциального усилителя 2.

Недостатком известного устройства является относительная сложность его, большие потери мощности на датчике токп, больщое время выключения стабилизатора при повышении напряжения на выходе.

2

Целью изобретения является повышение надежности и коэффицпеита иолезиого действия. Это достигается тем, что в предлагаемом стабилизаторе база транзистора защиты соединена с его коллектором через конденсатор и через последовательно соединенные второй резистор и стабилитрон подключена к общей шине, к которой подключен коллектор транзистора защиты через последовательно соедпненные третий резистор, диод и коллекторэмиттерный переход коммутируюи1.,его транзистора, коллектором соединенного с базой регулируюп1,его траизистора, базой - с выходом транзистора дифференциального усилителя с

источником опорного напрял-сения в базовой цепи, причем общая точка третьего резистора и диода соединена с базой токостабилпзирующего транзистора. На чертеже иредставлена принциииальная

электрическая схема предлагаемого постоянного напрялхения.

Устройство содержит включенные носледовательно в выходную шину регулиру1ои;ий транзистор 1 и датчик 2 тока, транзистор 3 за1ЦИТЫ, база которого через резистор 4 подключена к эмиттеру регулирующего транзистора 1, через резистор 5 и стабилитрои 6 - к общей шине, а через конденсатор 7 к - своему коллектору, иричем коллектор траизистора защиты через резистор 8, диод 9 и коллекторэмиттерный переход коммутирующего транзистора 10 подключен к общей шине, кроме того, стабилизатор содержит дифференциальный усилитель на транзисторах 11 и 12, в эмиттерную цепь которых включен токостабилизирующий транзистор 13, а к базовой цепи транзистора 11 подключен источник опорного напряжения 14, делители на резисторах 15, 16 и 17, 18.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе стабилизатора напряжения транзистор 13 в цепи эмиттеров дифференциального усилителя открыт током коллектора транзистора 3. Транзистор 3 открыт, так как падение напряжения на датчике 2 меньше напряжения на базе, определяемого делителем 4, 5 и стабилитроном 6.

Низкий уровень напряжения на выходе дифференциального усилителя, недостаточный для открывания коммутирующего транзистора 10, обеспечивается выходным напряжением стабилизатора. Вследствие чего коммутирующий транзистор 10 не оказывает влияния на работу стабилизатора, а диод 9 исклЕОчает влияние транзистора 3.

При токовой перегрузке стабилизатора падение напряжения на датчике 2 возрастет в полярности, запирающей транзистор 3. Транзистор 13 в цепи эмиттеров дифференциального усилителя запирается. Выходное напряжение дифференциального усилителя возрастает, открывая коммутирующий транзистор 10, который, в свою очередь, способствует запиранию транзистора 13 и шунтирует базу регулирующего транзистора стабилизатора. Стабилизатор выключается.

Таким образом, имеет место положительная обратная связь по цепи транзистор 3, транзистор 13, выход дифференциального усилителя, коммутирующий транзистор 10.

Это обстоятельство позволяет уменьшигь потери мощности на датчике 2. А связь выхода дифференциального усилителя через реверсивный делитель 15, 16 с базой коммутирующего транзистора 10 и коллектооа последнего с базой транзистора 13 обеспечивает запоминание перегрузки. Конденсатор 7 исключает срабатывание защиты при кратковременных скачках тока свыше допустимого, т. е. увеличивает время выключения стабилизатора.

При повышении напряжения на выходе стабилизатора свыше допустимого уровень напряжения на выходе дифференциального усилителя возрастает, коммутирующий транзистор 10 открывается, шунтируя базу регулирующего транзистора стабилизатора. Стабилизатор выключается. Кроме того, транзистор 10 шунтирует и базу транзистора 13, что обеспечивает запоминание аварии после ее снятия. Таким образом, при повышении напряжения на выходе выключение стабилизатора происходит без задержки, а при токовой перегрузке с задерл-ской, определяемой конденсатором 7. Повторное включение с;аб 1л;1затора осуществляется нажатием и отпусканием кнопки 19.

Устройство обеснечиваег защиту стабилизатора и при понижении напряжена-, на выходе. Это достигается включением стабилитрона 6 в цени делителя 4, 5. При поннл ении напряжения свыше установленного ток через стабилитрон 6 становится равным нулю, транзистор 3 запирается. Далее устройство работает также как и при токовой перегрузке.

Таким образом при токовой перегрузке и понижении напряжения на выходе стабилизатора устройство срабатывает с задержкой, определяемой конденсатором 7, а при повышении напряжения без задержки. Наличие положительной обратной связи позволяет уменьшить потери мощности на датчике тока.

Устройство может быть применено для защиты как линейных, так и ключевых стабилизаторов.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные носледовательно в выходную шину регулирующий транзистор и датчик тока, транзистор защиты, эмиттер которого иодключен к выходу, база через первый резистор - к эмиттеру регулирующего транзистора, дифференциальный усилитель на двух транзисторах, в цепи эмиттеров которы.к включен токостабилизирующий транзистор, а к базовой цепи одного из транзисторов подключен источник опорного напряжения, соединенный со входом стабилизатора, и коммутирующий транзистор, соединенный базой с выходОхМ дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и коэффициента полезного действия, база транзистора защиты соединена с его коллектором через конденсатор и через последовательно соединенные второй резистор и стабилитрон подключена к общей шине, к которой подключен коллектор транзистора защиты через последовательно соединенные третий резистор, диод ji коллектор-эмиттерный переход коммутирующего транзистора, коллектором соединенного с базой регулирующего транзистора, базой - с выходом транзистора дифференциального усилителя с источником онорного нанряжения в базовой цепи, причем общая точка третьего резистора и диода соединена с базой токостабилизирующего транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Журнал «International Journal of Electronics 5V33 1972, с. 597-599.

2.Справочник Д.А.Т.А. - 1970 «Anglo-American microelectronics duta 1970, с. 106 сер. F 060 (прототип).