Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий и управляющий транзисторы, LCDфильтр, источник опорного напряжения, сравнивающий узел и блок для защиты от перегрузки 1.

Наиболее близким к изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный коллектором ко входу сглаживающего /-СД-фильтра, выход которого соединен с выходными клеммами; управляющий транзистор, эмиттер которого соединен с положительной входной клеммой, а коллектор - с базой регулирующего транзистора и через резистор - с выходной положительной клеммой; сравнивающий транзистор, база которого соединена со средней точкой резисторного делителя выходного напряжения, эмиттер - с источником опорного напряжения, а коллектор через резистор - с базой управляющего транзистора; и конденсатор, первый вывод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора, а второй вывод - с коллектором сравнивающего транзистора 2. Недостатком известных импульсных стабилизаторов постоянного напряжения является то.

что защита от перегрузки срабатывает после Зменьшения выходного напряжения до некоторой пороговой величины и эффективна лишь при быстром изменении нагрузки (типа короткого замыкания), когда скорость увеличения тока нагрузки больще скорости нарастания тока дросселя фильтра. Нри медленном уменьшении сопротивления нагрззки вплоть до величины, вызывающей насыщение дросселя, защита не срабатывает. Кроме того, схема защиты не срабатывает при подаче питания на стабилизатор с указанной величиной нагрззки и с короткозамкнзтой нагрузкой. Время задержки срабатывания защиты в последнем случае определяется постоянной времени заряда конденсатора, включенного между базой защитного транзистора и общей щиной питания. Указанные недостатки проявляются в аварийной ситуации. Однако даже при допустимой величине сопротивления нагрузки возможна -перегрузка регулирующего транзистора в момент подачи питания из-за наличия зарядного тока конденсатора фильтра.

Целью изобретения является повыщение эффективности защиты от перегрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор введены резистор и диод, точка соединения которых подключена к эмиттеру регулирующего транзистора; катод диода через упомянутый резистор, а анод

того же диода через переход база-эмиттер управляющего транзистора соединены с положительной входной клеммой.

Принципиальная электрическая схема предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения представлена на чертеже.

Эмиттер регулирующего транзистора 1 через резистор 2 соединен с положительной в.ходной клеммой, коллектор через дроссель 3 - с положительной входной клеммой, а база - с коллектором управляющего транзистора 4, а через резистор 5 - с положительной выходной клеммой. Эмиттер управляющего транзистора 4 соединен с входной клеммой, а база через диод 6 - с эмиттером регулирующего транзистора 1, причем катод диода 6 подключен к эмиттеру транзистора 1. Анод опорного стабилитрона 7 источника опорного напряжения соединен с общей шиной, катод - с эмиттером сравнивающего транзистора 8, а через резистор 9 - с положительной выходной клеммой. База транзистора 8 подключена к средней точке делителя на резисторах 10 и 11, включенного между положительной выходной клеммой и общей щиной. Коллектор транзистора 8 через резистор 12 соединен с базой транзистора 4, а через конденсатор 13 - с коллектором транзистора 1. Между коллекторной цепью транзистора 1 и общей щииой включен диод 14, анод которого соединен с общей щиной. Между выходной положительной клеммой и общей щиной включен конденсатор 15. Дроссель 3, диод 14 и коиденсатор 15 составляют LC)-фильтp.

При подаче питания на вход стабилизатора открывается транзистор 1 и через дроссель 3 протекает линейно нарастающий ток, который ноступает в нагрузку н на заряд конденсатора 15. При достижении током определенной величины напряжение на резисторе 2 открывает диод 6 и транзистор 4 и закрывает транзистор 1, предотвращая перегрузку. Напряжение на коллекторе транзистора 1 скачком уменьгнается до нуля. Транзистор 4 поддерживается в открытом состоянии током заряда конденсатора 13 через резистор 12. После заряда конденсатора 13 транзистор 4 закрывается и открывается транзистор 1. Далее процесс повторяется до установления на выходе номинальной величины напряжения. При открытом транзисторе 1 происходит разряд конденсатора 13. Ток дросселя 3 при закрытом транзисторе 1 протекает через диод 14.

В установивщемся режиме транзистор 1 закрывается при достижении выходным напряжением номинальной величины. При этом открывается транзистор 7, что вызывает открытие транзистора 4. В этом случае падение напряжения на резисторе 2 не достигает порога открытия транзистора 4 и защита не влияет на работу стабилизатора. При уменьщении сопротивления нагрузки увеличивается амплитудное значение тока через резистор 2. Защита ограничивает ток уровнем, определяемым величиной сопротивления резистора 2. При этом происходит уменьщение выходного напряжения стабилизатора. Работа устройства при уменьщении сопротивления нагрузки аналогична работе при включении питания. При коротком

замыкании нагрузки стабилизатор работает в импульсном режнме и обеспечивает появление выходного напряжения при устранении короткого замыкания.

Использование предлагаемого импульеного

стабилизатора позволяет повысить эффективность защиты от перегрузки.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, иодключенный коллектором ко входу сглаживающего -СД-фильтра, выход которого соединен с выходными клеммами, управляющий транзистор, эмиттер которого соедийен с положительной входной клеммой, а коллектор - с базой регулирующего транзистора и через резистор - с выходной положительной клеммой, сравнивающий транзистор, база которого соединена со средней точкой резисторного делителя выходного напряжения, эмиттер - с источником опорного напряжения, а коллектор через резистор - с базой управляющего транзиетора, и конденсатор, первый вывод которого соединен с коллектором

регулирующего транзистора, а второй вывод указанного конденсатора - с коллектором сравнивающего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности защиты от перегрузки, в него введены резистор и диод, точка соединения которых нодключеиа к эмиттеру регулирующего транзистора, катод диода через упомянутый резистор, а анод того же диода через переход база-эмиттер управляющего транзистора соединены с положительной входной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №452281, G ОБР 1/58, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР №444174, G 05F 1/58, 1973.