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

1

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в устройствах электропитания.

Известен ключевой стабилизатор ноетоянного напряжения, содержащий одноемкостный мультивибратор, усилитель обратной связи, источник опорного напряжения, LDC-фильтр, а также дополнительный транзистор защиты.

Недостатком описанного стабилизатора является ограиичение диапазона регулирования входного напряжения, так как нри изменении входного напряжения изменяется ток через опорный стабилитрон, который в свою очередь ограничен онределеннымн нределами, а также то, что ток, нротекающий но непи: входной .м стабилизатора, резистор, опорный стабилитрон, общая шина - ухудшает КПД устройства в целом.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является ключевой стабилизатор ностояиного ианряжения, содержащий последовательпо включенный в снловую Н1ипу регулнруюн1ий транзистор, базон соединенный с коллектором унравляющего транзистора, база которого подключена к коллектору усилительного транзистора, эмиттером подключенного к источнику опорного нанряжеиня, а базой - к делите9

лю вы.одпого напряження, выходной сглаЖ11вающ 1й фильтр, транзистор защнты, запускающий конденсатор и резистор, один вывод которого подключен к общей шине. В указанном стабнлнзаторе ограничен диапазон регулирования входного напряжепня, так как нри измененнн в.ходного напря ения иропорннона.чьно изменяется ток через стабилитрон блока защиты. Нрн увеличении входного нанряжения увеличнвается до макеиму.ма ток через стабилитрон блока зааипы. Дальнейшее увеличение входиого наиряження прнводит к выходу из строя уномяиутого стабилитрона.

Следовательио, преде.т измеиения в.ходного иапрял-сення ограничивается допустимым током через стабилитрон. Кроме того, ток, иротекающщ через резистор и стабилитрон блока защиты, ухудшает КПД устройства в целом. Другим иедостатком нрототнпа является потребление энергии вненгнего источника в анарнйно.м режиме.

Нс.чью 13обретения является новыщснне КПД, расширение нределов регулировання входного напряжения и упрощение стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в ключевом стабилизаторе иостоянного напряжения коллектор транзистора защиты подключен к базе регулнрующего транзис3

тора, эмиттер - к другому выводу указанного резистора, а база - к эмиттеру усилительного транзистора и источнику опорного наиряжения, причем запускающий конденсатор включен между эмнттером регулирующего транзистора и базой транзнстора защиты.

Отличительной особенностью п)сдлагаемого стабилизатора является то, что предел изменения входно1о нанряжеиия определиется донустимым напряжением коллекторэмиттер регулирующего и других транзисторов.

На чертеже нредставлепа ирпнпи11иа.1ьиая электрическая схема ключевого стабилизатора постоянного напряжения.

Ключевой стабнлизатор постоянного папряжения содержит последовательно включенный в выходную шину регулирующий транзистор 1, базой подключенный к коллектору управляющего транзистора 2, база которого подключена к выходу успл1ггелг)иого трапзистора 3, эмиттер которого подключен к источнику опорного па11ря/ ения 4, а база- -к делителю выходного папряже}1ия 5, траизпстор защиты (5, кол.тектором подк,чюче11иый к базе регулируюпхего трапзистора 1, запускающий конденсатор 7, включенный между эмиттером, регулирующего траизистора 1 и базой транзистора заЩ1ггы 6, выходной сглаживающий (|) 8, резисто) 9, один вывод которого нодк.лючен к оби1,ей пгиие, а д|)угс)Г1--- к -jViiriTcpy jpairuicTOpa запи1ты (i.

Стаб11.И1зат()р работает с.КдуюпиМ onijaзом.

При иормальной работе ,;iici4)) занл,пты 6 открыт, так как к переходу эмнттер - база последнего ирнложено отпирающее напряжение. Ток базы регулпрующего транзистора 1 протекает через переход коллектор - эмиттер траизпстора защнты G. При возиикновеиип нс)Сгрузки ио выходиому току или короткого замыкаппя в ценн нагрузки вначале уменьшается выходное нанряжеиие стабилизатора, так как иарущается режим стабилизации, иоэтому умеиьщается нотеициал базы транзистора защнты 6 относительно минусовой щнны. Когда этот иотенцнал станет меньше потенциала на эмиттере, то транзистор защиты 6 закрывается, а следовательно, закрывается регулирующий транзистор 1 и выходное напряжение падает до нуля. Чтобы снова включить стабилизатор, необходимо отклю4

чить питающее напряжение, устранить неиснравность и снова включить питающее напряжение. Конденсатор 7 служит для предотвращения срабатывания схемы защиты в момент включения питающего напряжения. В предлагаемом ключевом стабилизаторе постоянного напряжепия имеется возможиость регулирования входного нанряжения в более и ироких нределах, чем в прототипе, так как они ограничиваются то. донустимой неличиной напряжеипя коллектор- эмиттер примененных транзисторов. Последнее ограиичение гораздо менее жестко, чем в нрототипе. Поскольку ток базы траизистора заихиты в любом случае меньпхе тока, нротекаюпхего через стабилитрон блока защиты ирототина, то нредлагаемое устройство имеет бо.-iee высокий КПД. Кроме того, ток базы транзистора защиты остается постоянным во всем диапазоне входных наиряжений. В аварийиом режиме (ири нозпикиовенип перегрузки По1И короткого замыкания и до огключспия стабилпзато)а) устройство практически не потребляет -jHcprnu от вненгинх сточнпков. Паряду с отмеченными преимуществам и пред.чагаемое устройство проще прототпиа, а следовате;1ьпо, обладает больихей надежностью.

Ф о р м у .л а и 3 о б р е т е 11 п я

,тючевой стабн.ппзатор постоянного наП1)яжеиия, с()де})жапи1Й нослсдовате.чьно .;почсч11п, к силовую iiiniiy регулирующий Т)а11зпетор, базой еоединепный с коллектором llpaвляюп eгo транзистора, база которого подключена к коллектору усилител иого трапзистора, эмиттером подключенного к источнику оиорного напряжения, а базой- к делпхслю выходного наиряжеиия, выходной сглаживающий фильтр, транзистор защиты, запускающий конденсатор и резистор, один вывод которого нодключен к обще И1ине, о г л и ч а ю их п и с я тем, что, е ххелью повыпкчшя КПД, расширения иределов регулирования входного нанряжения и унрощеиия конетрукиии, коллектор траизистора защиты нодключен к базе регулирующего транзнетора, эмиттер-к другому выводу указаииого резистора, а база - к эмиттеру уеплителыюго транзистора и источнику опорного напряжения, нричем заиускающий кондеиеатор включен между эмиттером регулирующего транзистора н базой транзистора защиты.

+

ы

-CDD. D

f

2x

2Х