Стабилизатор постоянного напряжения с защитой Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники. Известен стабилизатор постоянного напряжения с защитой нагрузки от перенапряжений, содержащий в качестве исполнительного элемента тиристор, осуществляющий замыкание источника электропитания при перенапряжеНйях и сжигзющий при этом предохранитель Ij Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор постоянного чаяряжения с защитой, содержащий включеяный последовательйо в выходную шину регулирующий составной п-р-п транзистор, эмиттер которого И верхнее, состоящее из последовательно включенных резисторов плечо выходного делителя подсоединены к выводу для подключения нагрузки, параллельно выходному делителю подсоединена цепочка, состоящая из последовательно включенных стабилитрона и резистора, а параллельно входным выводам подключен тиристор, положительный вывод которого саедийен с коллектором регулирующего cocTaBHtraro транзистора 2. Недостатком этого стабилизатора является сгорание предохранителей в исправном стабилизаторе при регулировке выходного напряжения в процессе настройки по достижении порога срабатывания защиты. Целью изобретения является повышение надежности защиты. Это достигается тем, что fl предлагаемый стабилизатор введен первый транзистор проводимости, база которого подсоединена к средней точке выходного делителя, эмиттер - к средней точке стабилитрона и резистора указанной цепочки, а коллектор через резистор подключен к базе втоpioro дойолнительно введенного транзистора проводимости п-р-п, коллектор которого подключен через резистор к коллектору и через первый диод к базе регулирующего транзистора, а через второй диод к средней точке верхнего плеча выходного делителя, причем диоды подсоединены к коллектору отрицательным выводом, а эмиттер подключен через параллельную цепочку, состоящую из резистора и последоват&чьно включенных стабилитрона и резистора, средней точкой соединенных с управляющим электродом тиристора, к общей и1ине. На чертеже дана принципиальная электрическая схема описываемого стабилизатора. Стабилизатор содержит включенный последовательно регулирующий п-р-п транзистор

i, выходной делитель, верхнее плечо которого состоит из последовательно включенных резисторов 2 и 3. Параллельно выходному делителю подсоединена цепочка, состоящая из стабилитрона 4 и резистора 5, а параллельно входным выводам подключен тиристор 6. Кроме .того, в стабилизатор введен первый р-п-р транзистор 7, база которого подключена к средней точке резисторов 3 и 8 выходного делителя, - к средней точке последовательно соединенных стабилитрона 4 и резистора 5, а коллектор через резистор 9 7 к базе второго дополнительно введенного транзистора 10. Коллектор транзистора 10 .подключен через резистор 11 к коллектору и через диод 12 к базе регулирующего транзистора 1, а через диод 13 к средней точке верхнего плеча выходного делителя. Эмиттер транзистора 10 подключен через параллельную цепочку, состоящую из рейистора И и последовательно включенных стабилитрона 15 и резистора 16, средней точкой соединенных с управляющим электродом тиристора 6, к общей щине.

Стабилизатор работает следующим образом.

В рабочем режиме стабилизатора, когда его выходное напряжение не выходит за максимально допустимый предел, транзисторы 10 и 7 усилителя Защиты заперты, в результате чего заперт тиристор 6, при этом потенциал коллектора транзистора 10 равен потенциалу выпрямителя 17, питающего стабилизатор. В этом режиме разделительные диоды 12 и 13 смещены обратным напряжением, вследствие чего устройство защиты не оказывает влияния на цепь управления регулирующим транзистором 1 и не создает дополнительного падения напряжения на резисторе 2 обратной связи.

При аварии в стабилизаторе, сопровождающейся повышением вььходного напряжения выше допустимого, но при исправном регу тирующем органе или при регулировке выходного напряжения стабилизатора выще уставки порога срабатывания устройства защиты либо при регулировке порога срабатывания устройства защиты ниже величины выходного напряжения стабилизатора, например, путем изменения величины сопротивления резисторов 3 и 8 делителя т|Ганзистор 7 открывается, вызывая отпирание транзистора iO второго каскада усилителя. Поскольку потенциал базы составного транзистора регулирующего органа выше потенциала его эмиттера, то при отпирании транзистора 10 первым смещается прямым напряжением разделительный днод 12, через который транзистором 10 щунтируется ток, поступающий в цепь управления регулирующим тран зистором 1 с выхода усилителя управления стабилизатором. При этом падение напряжения на резисторе 14, вызванное протекающим через него током, не достаточно для Отпираиия тиристора 6. В pe3y.tbTaTe осуществляется линейное ограничение вь1ходного напряжения стабилизатора на уровне порога срабатывания устройства защиты. Нслн же повышение выходного напряжения стабилизатора вызвано, например, пробоем какого-либо из составных тран зисторов регулирующего органа, то в результате повышения выходного напряжения стабилизатора транзистор 10 открывается больше, вследствие чего смен1ается в прямом направлении и второй разделительный диод 13. Протекающий через него ток создает на резисторе 2 напряжение положительной обратней связи, в результате чего транзистор 10 перебрасывается в режим насыщения и открывает тиристор, сжигающий предохранители в цепи выпрямителя 17.

Предложенное техническое решение устройства для защиты потребителя электроэнергии от перенапряжений упропда,ет и удешевляет регулировку и эксплуатацию источников элект- роэнергии.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой, содержащий включенный последовательно в выходн ю шину регулирующий составной п-р-п транзистор, эмиттер которого и верхнее, состоящее из последовательно включенных резисторов плечо выходного делителя подсоединены к выводу для подключения нагрузки, параллельно вых,одному делителю подсоединена цепочка, состоящая из последовательно включенных стабилитрона и резистора, а параллельно входным выводам подключен тиристор, положительный вывод которого соединен с коллектором регулирующего составного транзистора, отличающийся тем, что, с

целью повышения надежности, в Него введен первый транзистор р-п - р проводимости, база которого подсоединена к средней точке выходного делителя, эмиттер - к средней точке стабилитрона и резистора указанной цепочки, а коллектор через резистор подключен к базе

второго дополнительно введенного транзистора проводимости п-р-п, коллектор которого подключен через резистор к, коллектору и через первый диод к базе регулирующего транзистора, а через второй диод к средней точке верхнего плеча выходного делителя, причем диоды подсоединены к коллектору отрицательным выводом, а эмиттер подключен через параллельную цепочку, состоящую из резистора и последовательно включенных стабилитрона и резистора, средней точкой соединенных с управляющим электродом тиристора, к общей шине. Источники информации., принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3579039, кл. 317-22, 1974.

2.Патент США Лг 3449634, кл. 317-31,

1973.