Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к электротехнике а именно к источникам питания ради€)технических устройств.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемен орган управления и блок зашиты, включающий элемент сравнения выходного напряжения с опорным. Недостатком этого устройства является использование дополнительного источника опорного напряжения, что усложняет схему.

Известно также устройство, содержащее последовательно включенный в выходную шину регулирующий орган на составном транзисторе, соединенный по цепи управления с усилителем постоянного тока и бло ком защиты, состоящим из управляемого транзистором защиты электромагнитного реле, нормально замкнутые контакты которого соединень последовательно с регулирующим органом. Недостатком этого устройства является низкая чувствительность, надежность и к.п.д., а также сложная схема устройства..

Цель изобретения - повьпиение чувствительности, надежности, к.п.д. и упрощение схемы стабилизатора постоянного напряжения с защитой от перенапряжения на выходе...

Это достигается тем, что в стабилизаторе транзистор защиты, имеющий обратную проводимость по отношению к транзистору регулирующего органа, эмиттером соединен с выходом регулирующего органа, а .базой связан с точкой соединения выхода усилителя, постоянного тока и базой входного транзистора регулирующего органа. Причем при наличии в составном транзисторе регулирующего органа трех или более транзисторов, база транзистора защиты подключена к точке соединения базы любого, кроме выходного, транзистора регулирующего органа с эмиттером предыдущего транзистора, а при наличии в регулирующем органе одного или двойного составного тран: истора база выходного транзистора регулирующего органа соединена с базой транзистора защиты и эмиттером входного транзистора через полупроводниковый диод, включенный в

pc:-:c.affiiiefr полярности для рабочего режима . табилизатора.

На фиг. 1 и 2 приведены схемы транзисторных стабилизаторов, состояших из рагу- к ларуюшего органа 1, усилителя постоянного ока (в дальнейшем УПТ) 2, блока зашиты , транзистора зашиты 4, реле 5 органа занты. На фиг. 1 представлена схема вклк ения блока защиты в стабилизаторах с ре- л уякруюжим органом на составном транзистора, состоящем из трех и более транзисторов.

Работает транзисторный стабилизатор с блоком защиты следующим образом.|g

В рабочем - режиме стабилизатора потенциал базы открытого регулирующего органа 1 (точка А) выше, чем потендиал его выхода относительно обшей плюсовой шины питания. Это создает запирающее напряжение для транзистор зашиты 4. Электромагнитное реле 5 обесточено и входное напряжение через нормально замкнутые контакты . данного реле подается на стабилизатор.25

При изменении полярности на эмиттерньсс переходах транзисторов регулирующего органа стабилизатора открывается гранзиотор 4. При этом реле 5 срабатывает и свонмй 1нормальн6 разомкнутьп ш контактами g ставится на самоблокировку, отключая стабилизатор от входного напряжения.

Повторное В1слючение стабилизатора njpp -изводится после обесточивания реле. При этом, если управляющие свойства регулирующего транзистора не восстановились, при включении стабилизатора блок защиты снова срабатывает..

При использовании в стабилизаторе схемы сравнения с опорным стабилитроном, , 40 включенным в эмиттер транзистора УПТ 2, и при подключении базы транзистора 4 к выходу УПТ (точка А) полное открывание транзистора УПТ образует цепь короткого замыкания через базоэмиттерный переход 45 транзистора 4, коллекторно-эмиттерный переход транзистора УПТ и стабилитрон.

Во избежание короткого замьшания в базовую цепь транзистора защиты 4 включен гасящий резистор 6. В дифференциальных Ч . 50 системах УПТ резистор не требуется. Наличие резистора снижает чувствительность блока защиты, поэтому йри использовании блока зашиты в стабилизаторах, регулирующим органом которых является составной вв транзистор из трех и более транзисторов, рационально подключать цепь базы транзистора 4 к точке соединения эмиттера и базы составных транзисторов (точка Б на фиг.) При данном включении исключается цепь ISO

короткого замыкания и одновременно управляющий сигнал для схемы защиты усиливается по току.

Кроме того, в.озможен вариант подключения блока защиты при использовании его в стабилизаторах, регулирующий орган которых состоит из двух или одного транзистора. Если регулирующий орган состоит из двух транзисторов, то возможно подключение базы транзистора зашиты через гасящий резистор 6 к точке А.

Второй вариант подключения к точке Б требует дополнительного диода 7, включенного между транзисторами 8 и 9 регулирующего органа. В этом случае при пробое или потере управляющих свойств транзистором 9 (основной регулирующий транзистор) потенциал его базы будет.близок к потенциалу эмиттера и останется по отношению к эмиттеру отрицательным. Однако за счет открьшания транзистора-УПТ потенциал .точки Б уменьшается иг транзистор 4 открывается.

Наличие диода 7 позволяет использовать блок защиты также и в стабилизаторах с регулирующим органом на одном транзисторе. В этом случае катод диода 7 подключаеся непосредственно к выходу УПТ.

Напряжение сребатывания реле должно быть меньше выходного напряжения стабилизатора. Транзистор.защиты должен обеспечивать максимально возможный ток, определяемый сопротивлением обмотки реле и выходным напряжением Сопротивление резистора должно определяться соотношением:-,..... ВЫХСТ- Tnitl УПТ

6

iigij тпах

тде: Ugbix fcr максимальное выходное напряжение стабилизатора

mimPT минимальное выходное нащэяжение УПТ при открытом транзисторе yilTj

faY. itnoix - максимально возможный ток базы транзистора защиты.

Так как процесс срабатьюания реле кратковременный, после чего стабилизатор отключается, можно допустнть значительную перегрузку базо-эмиттерного перехода транзистора зашиты..

Резистор 1О (см. фиг. 1) определяется по. формуле:

i-п 7 «ч-П

Где Tj-tniti- минимальный коэффициент усиления транзиртора защиты в схема с оЗшим эмиттером;

R p.-miTt минимальное сопротивление обмотки реле защиты. При этом условие работы транзистора 10 исходя из режима работы регулирующего органа при расчете стабилизатора, сохраняетг ся. И если при расчете стабилизатора величина сопротивления резистора 10 получается меньшей, чем значение, полученное из приведенного выше соотношения, то выбирается меньшая величина. Формула изобретения 1. Стабилизатор постоянного напряжения содержащий последовательно включенный в выходную шину регулирующий орган на составном транзисторе, соединенный по цепи управления с усилителем постоянного тока и. блоком зашиты, состоящим из управляемого транзистором зашиты электромагнитного реле, нормально замкнутые контйкты которого соединены последовательно с регулирующим органом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствитвпь- ности, надежности, к.п.д. и упрошениЖ схе- мы, транзистор защиты, имеюший обратную проводимость по отношению к транзистору регулирующего органа.змиттером соединен с выходом регулирующего органа, а базой связан с точкой соединения выхода усилителя постоянного тока и базой входного транзистора регулируюшего органа, 2.Стабилизатор по п. 1, о.т л и ч а ющ и и с я тем, что, при наличии в составном транзисторе регулирующего органа грех или более транзисторов, база транзистора защиты подключена к точке соединения базы любого, кроме выходного, транзистора регулирующего органа с эмиттером предьщушего транзистора. 3.Стабилизатор п п. 1, отличающий с я тем, что, при наличии в регулирующем органе одного или двойного составного транзистора база выходного транзистора регулирующего органа соединена с 11 базой транзистора зашиты и эмиттером входного транзистора через полупроводниковый диод, включенный в проводящей полярности Д рабочего режима стабилизатора.

г