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

Однако этот стабилизатор обладает следующим недостатками.

Из-за перегрева регулирующего транзистора при продолжительной его работе в режиме предельно допустимых температур, входного напряжения стабилизатора или частых перегрузок, ухудщения теплоотдачи, через регулирующий транзистор в результате изменения его проходного сопротивления может протекать значительной величины неуправляемый ток. При перегрузке или коротком замыкании сработает схема защиты, при восстановлении сопротивления нагрузки произойдет автоматическое включение стабилизатора, что вызовет увеличение рассеиваемой мощности на регулирующем транзисторе и дальнейщее повыщение его температуры, и, следовательно, увеличение неунравляемого тока, что приведет в конечном итоге к выходу регулирующего транзистора из строя.

Кроме того, при перегреве или выходе из строя выходного транзистора усилителя постоянного тока (УПТ) или его неисправности, приводящей к открытому состоянию выходного транзистора, в базу регулирующего транзистора потечет управляющий ток, величина которого определяется лищь ограничивающим сопротивлением и значительно превыщающая величину номинального тока управления. Регулирующий транзистор при этом будет стремиться войти в реншм насыщения, возникщее перенапряжение вызовет срабатывание схемы защиты и закрытие регулирующего транзистора. Но так как перегрузка или короткое замыкание отсутствуют, то схема защиты отключится, стабилизатор включится в работу и снова повторится выщеоиисанный процесс.

Величина рассеиваемой регулирующим транзистором мощности при этом может привести к перегреву и выходу его из строя. Кроме того, многократное перенапряжение на выходе стабилизатора может вывести из строя чувствительную к перенапряжению нагрузку (например, микросхемы).

Целью изобретения является повыщение надежности путем обеспечения автоматического повторного включения стабилизатора только носле восстановления проходных сопротивлений регулирующего элемента и элементов УПТ.

Для этого в стабилизатор ностоянного напряжения введен дополнительный источник напряжения, отрицательный вывод которого подключен через дополнительно введенные ограничительный резистор к силовой щине, а через делитель напряжения- к общей щине стабилизатора, а положительный вывод подключен к общей щине стабилизатора, один вход компаратора подключен через дополнительно введенный резистор к силовой щине стабилизатора, а другой вход -к средней точке делителя напряжения.

На чертеже представлен стабилизатор постоянного напряжения, принципиальная 5 схема.

Стабилизатор содержит последовательно включенный в силовую щину регулирующий элемент 1, управляющая цепь которого подключена к выходу защитного переключающего элемента 2 и к выходу усилителя постоянного тока 3, компаратор 4 со входами 5, 6, дополнительный источник напряжения 7, минусовой вывод которого через ограничительный резистор 8 соединен с

15 силовой щиной и через резистор 9 со входом 5 компаратора 4, делитель напряжения на резисторах 10, 11, нагрузку 12.

Стабилизатор работает следующим образом.

0 При отсутствии сигнала перегрузки зап итный переключающий элемент 2 закрыт и не влияет на работу регулируюп его элемента 1, который управляется выходным напряжением УПТ 3 и поддерживает на нагрузке 12 заданную величину выходного напряжения. При этом на вход 6 компаратора 4 подается отрицательное напряжение, величина которого определяется соотнощением величин сопротивлений резисторов

0 10, 11, а на прямой вход 5 компаратора 4 с нагрузки 12 через резистор 9 подается положительное напряжение. В таком случае на выходе компаратора 4 присутствует положительное напряжение, при этом состояние защитного переключающего элемента 2 не изменяется.

При перегрузке или коротком замыкании сработает защитный переключающий элемент 2, который защунтирует вход регулирующего элемента 1, который отключит нагрузку 12 от напряжения питания стабилизатора. При этом неуправляемый ток регулирующего элемента 1 будет определяться его температурой, а также состоянием элементов УПТ 3. В случае перегрева или пробоя выходного элемента УПТ 3, а также других элементов УПТ 3, приводящих к открыванию выходного элемента, через него будет протекать ток, значительно превыща0 ющий номинальный, и щунтироваться защитным переключающим элементом 2. Незначительная часть этого тока будет попадаться в базу регулирующего элемента 1 и вызывать его приоткрывание, при этом величина тока регулирующего элемента, протекающего через нагрузку 12, больще величины тока, создаваемого в нагрузке 12 дополнительным источником 7. Суммарное напряжение, снимаемое с нагрузки 12 и подаваемое на прямой вход 5 компаратора 4, имеет положительную полярность, поэтому положительный сигнал с выхода компаратора 4 не изменит состояния переключающего элемента 3.

При устранении причин, вызвавщих

протекание неуправляемого тока через регулирующий элемент 1, на прямой вход 6 компаратора 4 поступит отрицательное напрянсение, создаваемое на нагрузке 12 током от дополнительного источника 7. Выходной сигнал компаратора 4 изменит свой знак на отрицательный, защитный переключающий элемент 2 перейдет в закрытое состояние и стабилизатор автоматически включится в работу.

Таким образом, стабилизатор автоматически включается только лишь при величине незправляемого тока регулирующего элемента 1, меньшей определенного значения.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усилителя постоянного тока, входы

которого соединены с выходными выводами, и к выходу защитного переключающего элемента, входом подключенного к выходу компаратора, отл ич а ющи йся тем, что,

с целью повышения надежности стабилизатора, в него введен дополнительный источник напряжения, отрицательный вывод которого подключен через дополнительно введенные ограничительный резистор к силовой шине, а через делитель напряжения - к общей шине стабилизатора, а положительный вывод подключен к общей шине стабилизатора, один вход компаратора подключен через дополнительно введенный резистор к шине стабилизатора, а другой - к средней точке делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Яо 513353, G05F 1/56, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 450149, G 05F 1/56, 1972.

--ш