Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 

входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, входами подключенные к соответствующим выходным выводам, и блокам для защиты, выполненный в 1виде триггера на двух транзисторах разного типа проводимости с резисторами в коллекторных цепях, причем база второго транзистора через первый резистор обратной связи подключена к коллектору первого транзистора и через второй резистор обратной связи « общей шине, а эмиттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей из щин стабилизатора, новым является то, что эмиттер согласующего транзистора регулирующего элемента через переход база - эмиттер первого транзистора триггера соединен с выходным выводом стабилизатора и через дополнительно введенный ограничивающий резистор с резистором в коллекторной цепи второго транзистора триггера, база которого через дополнительно введенные резистор и контакты пусковой кнопки соединена с входным выводом стабилизатора, причем согласующий транзистор регулирующего элемента имеет противоположный тип проводимости по отнощению к силовОМу транзистору регулирующего элемента, кроме того, между общей щиной стабилизатора И коллектором второго транзистора триггера дополнительно включен конденсатор.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на силовом 2 и согласующем 3 транзисторах, управляющая цепь регулирующего элемента 1 подключена к выходу усилителя постЪянного тока 4, входом соединенного с выходом сравнивающего блока 5, выходы которого .подключены к выходам делителя выходного напряжения 6 и источника опорного напряжения 7, блок для защиты 8, выполненный в виде триггера на двух транзисторах 9, 10 с резисторами 11, 12 в коллекторных цепях, причем база транзистора Ш через резистор обратной связи 13 подключена к коллектору транзистора 9 и через резистор обратной связи 14 к общей шине, кроме того, эмиттер согласующего транзистора 3 через дополнительно «веденный ограничивающий резистор 15 соединен с резистором 12 в коллекторной цепи транзистора 10, база которого через дополнительно введенные резистор 16 и контакты пусковой кнопки 17 соединена с выходным выводом стабилизатора, а между общей щиной стабилизатора и коллектором транзистора 10 дополнительно включен конденсатор.

Стабилизатор работает следующим образо м.

Для включения стабилизатора после подачи напряжения на его вход замыкаются контакты пусковой кнопки 17 и напряжение с входа стабилизатора через резистор 16 поступает на базу транзистора 10 и открывает его, что приводит к увеличению тока эмиттера согласующего транзистора 3 до величины, определяемой резистором 15, а так как ток коллектора согласующего

транзистора 3 является базовым током силового транзистора 2, то с открыванием транзистора 3 откроется и силовой транзистор 2, т. е. откроется регулирующий элемент 1. После этого на выходе стабилизатора появится напряжение, которое будет быстро расти, и когда оно превысит напряжение источника опорного напряжения 7, начнет работать усилитель постоянного тока 4, с ростом выходного напряжения

будет уменьшать напряжение на базе согласующего транзистора 3, т. е. на эмиттере этого транзистора, а когда выходное напряжение превысит напряжение на эмиттере согласующего транзистора, т. е. замкнет цепь отрицательной обратной связи усилителя постоянного тока 4, рост выходного напряжения стабилизатора прекратится. Через открытый транзистор 9 напряжение с выхода стабилизатора через резистор обратной связи 13 поступит на базу транзистора 10 и будет поддерживать его в открытом состоянии, т. е. стабилизатор включится и при дальнейшей нормальной работе стабилизатора транзисторы 9 и 10

триггера блока для защиты находятся в состоянии насыщения и на качественные характеристики стабилизатора не влияют.

При перегрузке или коротком замыкании ток эмиттера согласующего транзистора 3, протекающий через резистор 15, увеличивается, а ток базы транзистора 9 уменьшается, так как он протекает через тот же резистор, а сумма TOKOS, протекающих через резистор 15, постоянна .ввиду

постоянства напряжения на выходе стабилизатора при токе:

/ л --.

где 1кт9 - ток коллектора транзистора 9;

РТЭ - статический коэффициент усиления тока базы транзистора 9.

Транзистор 9 закрывается, затем закрывается транзистор 10, т. е. срабатывает триггер блока для защиты 8.

При изменении сопротивления резистора 15 будет меняться величина тока эмиттера согласующего транзистора 3, при которой закрывается транзистор 9, так как величина тока базы транзистора 9, при которой он закрывается, не зависит от сопротивления резистора 15, а определяется параметрами транзистора. Ток коллектора согласующего транзистора 3 является базовым током силового транзистора 2, поэтому ток нагрузки будет равен: / т о т о Н бТ2 Pl2 КТЗ Рт2 а так как , то /н /э1з- та. Следовательно, при изменении сопротивления резистора 15 будет меняться величина тока нагрузки, при которой срабатывает блоК для защиты 8, т. е. резистор 15 выполняет две функции - определяет ток срабатывания блока для защиты 8 и является элементом обратной связи триггера, собранного на транзисторах 9 и 10. После срабатывания триггера блока для защиты 8 транзисторы 9 и 10 закрываю1ся, эю приводит к тому, что сопротивление цепи эмиттера согласующего транзистора 3, оиразованного ограничивающим резистором 15 и переходом коллектор-эмиттер закрытого транзистора 10, резко увеличивается, при этом переход база-эмиттер транзистора 9 исключает влияние пизкоомной нагрузки на эту цепь. Увеличение сопротивления в цепи эмиттера уменьщает ток эмиттера практически до нуля, следовательно, ток базы силового транзистора 2 и ток нагрузки тоже падают до нуля, т. е. регулирующий элемент 1 закрывается. После устранения перегрузки или короткого замыкания контакты nycKOBoii кмоп1ч11 17 вновь замыкаются и стабилизатор снова включается в нормальный режим работы. При резких изменениях тока нагрузки на выходе стабилизатора появятся импульсы, которые смогут вызвать срабатывание триггера блока для защиты 8 из-за высокой чувствительности транзистора 9 к таким импульсам, так как они прикладываются непосредственно к переходу база - эмиттер. Для исключения возможности срабатывания блока для защиты при импульсной нагрузке параллельно переходу коллектор-эмиттер транзистора 10 («ли между коллектором транзистора 9 и общей щиной стабилизатора) включается конденсатор, а так как напрял ение на конденсаторе не может изменяться мгновенно, то он задерживает срабатывание блока для защиты 8, при этом время задержки будет определяться емкостью конденсатора и сопротивлением резистора 15. Величина емкости конденсатора должна быть небольшой, так как при перегрузке или коротком замыкании он будет заряжаться через резистор 15 и согласующ-ий транзистор 3, а через силовой транзистор 2 во время заряда будет проходить -импульс тока с амплитудой, равной ттП ICT2 - этз РтаНо ТОК Эмнттсра согласующего транзистора ограничен резистором 15, следовательно, ток силового транзистора не превысит тока нагрузки, при котором срабатывает блок для защиты 8, поэтому для уменьшения импульсной мощности емкость конденсатора нужно брать минимально возможную. При включении стабилизатора конденсатор быстро разрастается через открытый транзистор 10 и стабилизатор переходит в рабочий режим. При использовании предлс хс}Г:;ого блока для защиты упрощается схема стабилизатора и не требуется для включения стабилизатора, при больших токах нагрузки, мощные контактные устройства, ч го уменьHiacT размеры и вес стабн;1изатора и повышает надежность в работе стаб; .ui uvropa. Фор м у л а и 3 о б р е т е н и я 1. Стабилизатор иостоянного напряжения, содержащнй последовательно включенный в выходную щину составной регу.пфующнй элемент, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делптеля выходноIo напряжен1ш и источника опорного напряжения, входами подключенные к соответствующнм выходным выводам, н блок для защнты, вынолненный в виде триггера на двух транзисторах разного типа нроводимости с резисторами в коллекторных цепях, причем база второго транзистора через первый резистор обратиой связи подключена к коллектору нервого транзистора и через второй резистор обратной связи к общей шине, а эмиттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей пз шин стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, эмиттер согласующего транзистора регулирующсго элемента через переход база - эмиттер нервого тра 1зистора триггера соединен с выходным выводом стабилизатора и через дополнптельно введенный ограничпвающнй резистор с резистором в коллекторной цепи второго транзистора триггера, база которого через дополннтельно введенные резпстор и Контакты пусковой кпопки соединена с входным выводом стабнлпзатора, причем согласующий транзистор регулирующего элемента имеет противоположный тин проводпмости по отношению к силовому транзистору регулнрующего элемента. 2. Стабплизатор по п. 1, отлпчающ и и с я тем, что, с целью повышения надежности в работе при импульсной нагрузке, меисду общей шиной стабилизатора н коллектора второго транзистора триггера дополннтельно включсл ко1;деисатор.

Источники Информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 517886, кл. G 05F 1/58, 1974.

2. Авторское свидетельство

СССР № 418845, кл, О 05F 1/58, 1972.