Непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится К преобразовательной технике и может быть использовано при проектировании источников электропитапия электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий источник переменного напряжения, реЗИстивный делитель цепи обратной связи, регулирующий транзистор, переключатель, дифференциальный усилитель и эмиттерный повторитель 1.

Известен также непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий па проходном и согласующем транзисторах регулирующий элемент, включенный последовательно в выходную шину стабилизатора, датчик тока нагрузки, включенный между регулирующим элементом и ВЫХОДНЫМ выводом стабилизатора, источник опорного напряжения на кремниевом стабилитроне, подключенный, с одной стороны, через ограничительный резистор, а, с другой стороны, через вспомогательный стабилитрон к выводам для подключения дополнительного источника питания, причем средняя точка стабилитронов соединена с выходным выводом, делитель выходного напряжения, включенный между обн;ей щиной и точкой соединения источника опорного напряжения и ограничительного резистора, дифференциальный усилитель .постоянного тока, эмиттеры транзисторов которого через резистор соединены

с общей точкой вспомогательного стабилитрона и вывода для подключения дополнительного источника питания, базы подключены мел{ду выходной щиной н средним выводом делителя выходного напряжения, коллекторы через резисторы соединены с общей точкой источника опорного напряжения и ограничительного резистора, причем коллектор одного из транзисторов дифференциального усилителя соединен с базой согласующего транзистора, первый делитель напряжения защиты, включенный между базой проходного транзистора и точкой соединения вспомогательного стабилитрона и вывода для подключения дополнительного источника питания, второй делитель напряжения защиты, включенный между точкой соединения ограничительного резистора и вывода для подключения дополнительного источника

питания и эмиттера проходного транзистора, два транзистора защиты противоположного типа проводимости 2.

Однако известные устройства защиты, в которых обеспечивается полное залирапие регулирующего транзистора при ерабатываини, имеют низкую помехоустойчивость от различных всплесков питающего напряжения (дают ложные срабатывания), ГОК срабатывания защиты известных устройств зависит от величины напряжения питающей сети. Кроме того, известные устройства защиты непригодны для стабилизаторов, в которых требуется регулировка выходного напряжения в щироких пределах.

Целью изобретения является повыщение эффективности защиты от перегрузок и коротких замыканий в нагрузке, а также обеспечение помехоустойчивости стабилизатора при кратковременных импульсах тока нагрузки.

Для этого в непрерывном стабилизаторе напряжения постоянного тока, содержащем на проходном и согласующем транзисторах регулирующий элемент, включенный последовательно в выходную щину стабилизатора, датчик тока нагрузки, включенный между регулирующим элементом и выходным выводом стабилизатора, источник опорного напряжения на кремниевом стабилитроне, подключенный, с одной стороны, через ограничительный резистор, а, с другой стороны, через вспомогательный стабилитрон к выводам для подклю-чения дополнительного источника питания, причем средняя точка стабилитронов соединена с выходным выводом, делитель выходного напряжения, включенный между общей щиной и точкой соединения источника опорного напряжения и ограниЧительного резистора, дифференциальный усилитель постоянного тока, эмиттеры транзисторов которого через резистор соединены с общей точкой вспомогательного стабилитрона и вывода для подключения дополнительного источника нитания, базы подключены мел-гду выходной щиной п средним выводом делителя выходного напряжения, коллекторы через резисторы соединены с общей точкой опорного напряжения и ограничительного резистора, причем коллектор одного из транзисторов дифференциального усилителя соединен с базой согласующего транзистора регулирующего элемента, первый делитель напряжения защиты, включенный между базой проходного транзистора регулирующего элемента и точкой соединения вспомогательного стабилитрона и вывода для подключения дополнительного источника питания, второй делитель напряжения защиты, включенный между точкой соединения ограничительного резистора и вывода для подключения дополнительного источника питания и эмиттера проходного транзистора, два транзистора защиты противоположного типа проводимости, новым является то, что коллекторно-эмиттерный переход первого транзистора защиты шунтирует указанный источник опорного напряжения, коллектор второго транзистора соединен с базой первого транзистора защиты и средней точкой первого делителя напряжения защиты, база второго транзистора защиты соединена с коллектором первого транзистора защиты, эмиттер второго транзистора защиты соединен со средней точкой второго делителя напряжения защиты, кроме того, между базами транзисторов защиты включен конденсатор.

На чертеже изображен предлагаемый стабилизатор.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на проходном 2 и согласующем 3 транзисторах, включенный в выходную щину стабилизатора, датчик 4 тока нагрузки, включенный между регулирующим элементом 1 и выходным выводом, источник опорного напряжения на кремниевом стабилитроне 5, подключенный через резистор 6, с одной стороны, и через вспомогательный стабилитрон 7, с другой стороны, к выводам для подключения дополнительного источника питания с напряжением 17доп, делитель выходного напряжения 8, дифференциальный усилитель постоянного тока на транзисторах 9, 10, эмиттеры которых через резистор 11 соединены с общей точкой вспомогательного стабилитрона 7 и вывода для подключения дополнительного источника питания, коллекторы через резисторы 12, 13 соединены с общей точкой источника опорного напряжения 5 и ограничительного резистора 6, первый делитель напряжения защиты на резисторах 14, 15, включенный между базой проходного транзистора 2 и точкой соединения вспомогательного стабилитрона 7 и вывода для подключения дополнительного источника питания, второй делитель напряжения защиты на резисторах 16, 17, включенный между точкой соединения ограничительного резистора 6 и вывода для -подключения дополнительного источника питания и эмиттера проходного транзистора 2, транзисторы защиты 18, 19, между базами кото)ых включен конл.енсатор 20.

Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.

При нормальном режиме работы стабилизатора напряжение, прикладываемое к переходу база-эмиттер транзистора 19, выбирается такой величины, чтобы он был заперт. Резисторы 16 и 17 выбраны таким образом, чтобы потенциал эмиттера транзистора 18 был ниже, чем потенциал его базы, определяемый стабилитроном 5. При этом к переходу эмиттер-база транзистора 18 прикладывается папряжение обратной полярности, и транзистор 18 надежно заперт.

Пр перегрузке по току или коротком замыкании 1апряжение на датчике тока 4 увеличивается, транзистор 19 начинает открываться, потенциал коллектора транзистора 19 и базы транзистора 18 понижается, транзистор 18 открывается.

Схема «опрокидывается. Оба транзистора 18 и 19 при этом оказываются во включенном состоянии. Открытый транзистор 19 шунтирует стабилитрон 5 и переход эмиттер-база регулирующего элемента 1 с последовательно соединенным с ним коллекторным резистором транзистора 9. Регулирующий элемент 1 полностью запирается и напряжение на нагрузке становится равным нулю. Для возврата защиты в исходное состояние после устранения неисправности необходимо на короткое время выключить, а затем включить стабилизатор.

Формула изобретения

Непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий на проходном и согласующем транзисторах регулирующий элемент, включенный последовательно в выходную щину стабилизатора, датчик тока нагрузки, включенный между регулирующим элементом и выходным выводом стабилизатора, источник опорного напряжения на кремниевом стабилитроне, подключенный, с одной стороны, через ограничительный резистор, а, с другой стороны, через вспомогательный стабилитрон к выводам для подключения дополнительного источника иитания, причем средняя точка стабилитронов соединена с выходным выводом, делитель выходного напряжения, включенный между общей щиной н точкой соединения источника опорного напряжения и ограничительного резистора, дифференциальный усилитель постоянного тока, эмиттеры транзисторов которого через резистор соединены с общей точкой вспомогательного стабилитрона и вывода для подключения дополнительного источника питания, базы подключены между выходно

пииюи и средним выводом делителя выходного напряжения, коллекторы через резпсторы соединены с общей точке источника опорного напряжения и ограничительного резистора, причем коллектор одного из транзисторов дифференциального усилителя соединен с базой согласующего транзистора, первый де.титель напряжения защиты, включенный между блзой проходного

транзт1стора и точкой соединен11Я вспомогательного стабилитрона и вывода для подключения дополнительного источника питания, второй делитель напряжения защиты, включенный между точкой соединения ограничительного резистора и вывода для поДКлючонля доьолнптельного источника питания и эмиттера проходного транзистора, два транзистора защиты противоположного типа проводимости, о т л и ч а ю щ и и с я

тем, что, с целью повьпнения эффективностн защиты от перегрузок и коротких Замыканнй Б нагрузке, коллскторно-эмнттерный переход первого транзистора защиты щунтирует указанный источнг.к опорного напряження, коллектор второго транзистора соединен с базой первого транзистора защиты и средней точкой первого делителя напряжения защиты, база второго транзистора защиты соединена с коллектором первого

транзистора , эмнттер второго транзистора защиты соединен со средней точкой второго делителя напряжен 1я защиты. 2. Непрерывный стабилизатор ио п. 1, отличающийся т.:м, что, с целью обеспечения помехоустойчпвости стабилизатора при кратковременных импульсах тока нагрузки, между базами транзисторов защиты включен конденсатор.

Источники инфор.маци,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свндетельство СССР № 325668. кл. G 05F 1/56, 1969.

2.Патент ФРГ, N°. 1513287. кл. 21С 68/50.

7

l (-j j

yfy

%

SJ(

w

- to

/r