Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перенапряжений Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 

коллектором транзисторного регулирующего элемента, катодом с нагрузочным резистором усилителя постоянного тока, а управляющим электродом с коллек- тором дополнительно вваденного транзистора, эмиттер которого через первый резистор соединен с другой питающей шиной, коллектор через второй резистор « с коллектором транзисторного регулирую- Еюго элемента, а база подключена к точк соединения резистора и стабилитрона указанного делителя напряжения, кроме того, стабилизатор снабжен оптоэлектронным ключом и источником напряжения смешения, причем светоизлучатель оптоэлектронного ключа включен в цепь коллектора дополнительного транзистора до . точки подключения управляющего электрода тиристора, а фотоприемняк оптоэлект ронного ключа включен с помощью третьего резистора и .дополнительно введенно го полупроводникового диода -в цепь источника напряжения- смещения, подключен,нрго одним из выводов к вьосодной цепи транзисторного регулирующего элемента.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема предлагэемого, стабилизатора по стоянного напрянсения; на фиг. 2 - то же, с элементами усовершенствования; на фигв 3 - 5 варианты конкретного выполнения схемы стабилизатора постоян ного напряжения.

Предлагаемый стабилизатор напряжени содержит регулирующий транзистор 1, усилитель постоянного тока 2 с коллекторной нагрузкой 3, подключенной к аноду запираемого тиристора 4. Управляющий электрод тиристора 4 соединен с резистором 5 в цепи коллектора дополнитель. ного транзистора 6с резистором 7 в iienva эмиттера, база транзистора через ограничительный резистор 8 подключена к точке соединения анода стабилитрона 9 с резистором 1О делителя напряжения Катод стабилитрона 9, анод запираемого тиристора 4 и противоположный вьшод резистора 5 подключены к входной силовой цепи регулирующего транзистора 1,

Эмиттер дополнительного транзистора 6. чер&з резистор 7 и противоположный вьтод резистора 1О делителя напряжения подключены к силовой цепи противоположной той, в которую включен регулирующий транзистор 1, Устройство на фиг. 1 работает следующим образом. Когда напряжение на нходе стабилизатора не превышает максимально.додустимое потенциал управляющего

электрода запираемого тиристора 4 положителен, так как стабилитрон 9 не пробивается и дополнительный транзистор 6 закрыт.

При увеличении аходного напрйжеиия вьЕце допустимого значения стабилитрон 9 пробивается, транзистор 6 отпирается, в результата чего резко увеличивается падение, напряжения на резисторе 5,

на управляющий электрод запираемого тиристора 4 подается отрицательный сигнал, тиристор 4 запирается, в результате чего транзистор 1 выходит иэ режима регулирования и входит в режим

токоограничения. С делью полного ограничения тока нагрузки при перенапряжении на ахода в устройство вводится оптоэлектронный ключ 11 с источником напряжения смещения, светоизлучатель

12 оптоэлектронного ключа включен в цепь коллектора дополнительного транзистора 6, а фотоприемник 13 - в цепь источника напряжения смещения, который подключен к входной цепи регулирующего

транзистора стабилизатора постоянного напряжения {фиг. 2), Такое .устройство работает следующим .образом, В нормаль ном режиме работы, т.е. при отсутствии перенапряжения на входе, дополнительяый транзистор 6 закрыт. Ток через светоизлучатель 12 оптоэлектронного ключа 11 не протекает, фотоприемник 13 отключен и источник запирающего напряжения смещен и не влияет на работу стабилизатора напряжения. При увеличении входного напряжения вьш1е допустимого значения, транзистор 6 открьшается, протекает ток через светоизлучатель 12, фотоприемник 13 включается, подключая источник запирающего напряжения смещения к регулирующему транзистору, надежно закрывая его.

В случае необходимости сохранения ..информации о перенапряжениях на аходе, т.е. при однократном запирании регулирующего транзистора .стабилизатора, оп-ч тоэлектронный ключ 11 вьшолняется на паре светодиод 12 - фототиристор 13 (фиг. 3).

Данное устройство работает щим образом.

В нормальном режиме работы фототиристор отключен и оптовлект- ронный ключ не влияет на работу стабилизатора. При увеличении входного напряжения выше допустимого значения энергия светодиода 12, через который протекает ток открытого транзистора 6, достаточна для включения фототиристора 13, который подключает к регулирующему элементу источник эапираюшего напряжения смещения, В этом случае при снятии возмущающего воздействия напряже НИ8 на входе нагрузки будет равно нулю, так как фототиристор останется включенным. Тем самым информация о перегрузке сохраняется. При необходимости восстановления работоспособности после режима перенапряжения на входе, оптоэлектронный ключ 11 вьшолняется на паре светоизлучатель 12 - фоторезистор 13 (фиг. 4), И тогда это устройство работает следую- щим образоь-и В нормальном режиме работы оптоэлектронный ключ 11 и источни напряжения смещения не влияют на работу стабилизатора, В аварийном режиме сопротивление фоторезистора 13 резко уменьшается и источник йапряже- ния смешения подключается к регулирую щему элементу, надежно закрывая его. Однако при снятии возмущающего воздействия, т.е, при возвращении напряже ния в пределы допустимых норм, сопротивление фоторезистора 13 резко возра тает и источник напряжения смещения отключается от регулирующего элемента возвращая стабилизатор в режим нормал ной работы. Для увеличения чувствительности и точности срабатывания вместо дополнительного транзистора 6 может быть при менен триггер Шмитта 14 (фиг, 5), В режиме нормальной работы выходной каскад 6 триггера 14 закрыт и он не влияет на нормальную работу стабилизатора. Триггер может быть как на однотипных транзисторах, т.е, с открЬг- тым В.ХОДНЫМ каскадом, так и на транзисторах разного типа проводимости, т,е. с синфазными входным и выходным каскадом, причем резистор 7 может служить сопротивлением эмигтерной связитриггера. Б аварийном режиме выходной каскад 6 триггера 14 переходит в другое состояние равновесия, при котором транзис тор 6 открывается и включает оптоэлектронный ключ 11 этого или другого типа, из о-б р е т е н и 1, Стабилизатор постоянного напря-. жения с защитой от перенапряжений, со держащий транзисторный регулирующий элемент, включенный последовательно Б одну ИЗ питающих ШИН н одним из силовых выводов соединенный с вькодным вьюодом, а другим - с входным выводом, усилитель постоянного тока с источником опорного напряжения, соединенный, входом с выходом рэзисторного делителя напряжения, вход которого подключен к выходным выводам, а выходом - с управляющим аходом транзисторного регулирующего элемента, и делитель напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных стабилитрона н резистора и подключенный между входными выводами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем защиты от перенапряжений на вььходе при работа стабилизатора в линейном режиме, в выходную цепь указанного усилителя постоянного тока введен тиристор, соединенный анодом с коллектором транзисторного регулирующего элемента, катодом - с нагрузочным резистором усилителя постоянного тока, а управляющим электродом - с коллектором дополнительно введенного транзистора, эмиттер которого через первый резистор соединен с другой питающей шиной, коллектор через второй резистор с коллектором транзисторного регулирующего элемента, а база подключена к точке соединения резистора и стабиЛитрона делителя напряжения, 2, Стабилизатор по п, 1, а т л нчающийся там, что, с целью обеспечения полного oi-раничения тока нагрузки при перенапряжениях на входе, стабилизатор снабжен оптоэлектронным ключом и источником напряжения смещения, причем светоизлучатель опто- элактдонного ключа включен в цепь коллектора указанного дополнительного транзистора до точки подключения управляющего электрода 1тиристора, а фотоприемник оптоэлектронкого ключа включен спомощью третьего резистора и дополнительно введенного полупроводникового диода в цепь источника напряжения смещения, подключенного одним из sibiводов к выходной цепи транзисторного регулирующего элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. Под ред, И. Ф, Николаевского, вьш, 11, 1973, с, 180, рис, 1, 2,Авторское свидетельство СССР №.413470, & OS F 1/58, 197О.

.1

Hzf-ь

+ 0

иг.г

//2.3

+ 0

-(JCH

-f

игЛ

+ l/CM

0 +

D

-0-UcH

-0