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

3

как суммарная величина напряжения на ограничительном резисторе и регулирующем элементе основного стабилизатора лоддерживается постоянной предварительны стабилизатором. Величина гока через ограничительный резистор, а значит, и через последовательно соединенные с ним регулнруюндий элемент нредварительного стабилизатора и нагрузку тоже возрастает. При этом величина мощности, рассеиваемой регулирующ,им элементом иредварительного стабилизатора, значительно превысить номинальную и вызвать расход регулирующего элемента из строя. Увеличение тока через нагрузку происходит с одновременным увеличением напряжения на ней, что может вызвать выход из строя нагрузки, особенно если нагрузкой источника являются интегральные микросхемы.

Целью изобретения является повышепие надежности и обеспечение одновременной защиты регулирующего элемента предварительного стабилизатора и нагрузки при коротком замыкании регулирующего элемента основного стабилизатора.

Для этого в источнике нанряжения ностоянного тока, содерл ащ,ем основной и предварительный стабилизаторы нанряжения, регулирующие элементы которых включены последовательно между собой и выходом источника, входная цепь усилителя основного стабилизатора вк.тючена параллельно выходным выводам источника, а входная цепь усилителя иредзарительного стабилизатора включена параллельно силовому переходу регулирующего элемента основного стабилизатора п элемент за1циты, выполненный в виде диода, маломощного транзистора с делителем нанряжения, подключенного крайпимп выводами к выходным выводам источника нанряжения, а промежуточными выводами - к выходу усилителя постояппого тока предварительного стабилизатора, к базе маломощного трапзистора и к катоду диода, аподом подключенного к выходному выводу, кроме того, силовой переход маломощного транзистора включен между входом регулирующего элемента предварительного стабилизатора и входным выводом источника нанряжения.

На чертеже предетавлен псточник нанряжения поетоянного тока.

Оп СОСТ01ГГ из основного стабилизатора 1, иредварительного стабилизатора 2, нричем основной етабилизатор имеет регулирующий элемент 3, выход которого соединен с усилителем 4 постоянного тока, и ис1очник 5 онорного напряжения, а иредварительпый стабилизатор содержит регулирующий элемент 6, вход которого еоедипен с коллектором маломощного трапзистора, уси.Штель 7 постоянного тока и источник 8 напряжения, маломонгный транзистор 9, базой подключенный к делителю напряжения 10 диода 11. Нагрузка 12 подключена к

4

входному напряжению Usx через последовательно соединенные с ней регулируюн1,ие элементы 3 и 6, элемент 13 зандиты.

Источник напряжений работает следующим образом.

Регулирующий элемент 3 поддерживает па пагрузке 12 заданную величину напряжения, определяемую величиной источника 5 опорного нанряжения. Нри этом на силовом переходе регулирующего элемента 3 осповного стабилизатора 1 предварительный стабилизатор 2 поддерживает также заданную величину нанряжения, онределяемую величиной напряжения источника

опорного напряжеппя 8. Нри колебаниях входного папряжения, например, при его увеличении, возрастет напряжепие на выходе нредварительного стабилизатора, т. е. на входе основного стабилизатора, что вызовет увеличепие выходного нанряжения источника на нагруз {е 12. При этом возрастет разностное напряжение между нанряжением на нагрузке 12 п величиной напряжения источника опорного напряжения

5. Разностное напряжение AU, приложенное по входу усилителя постоянного тока 4 и усиленное им, воздейетвуя на вход регулирующего элемента 3, призакроет его, в результате чего выходпое папряжепие источпика на нагрузке 12 станет приблизительно разным (с погрешностью стабилизации) величине выходного нанряженпя до увеличепия входного нанряжепия источника. Но при этом возрастет падепие папряжения Uz

на регулирующем элементе 3 осповного стабилизатора, т. е. увеличитея величина входного напряжения усилителя 7 постоянного тока, равная разности между падепием папряжения 1/2 на регулирующем элементе 3

и напряжением источника 8 опорного напря}кения. Это усиленное разностное папрялсение, воздейству я через маломощный транзистор 9 па вход регулирующего элемепта 6, призакроет его, в результате чего

падепие напряжения па регулирующем элемепте 3 осповного стабилизатора 1 станет приблизительно равным (с ногрещпостью стабилизации) величине падения паиряжения па регулирующем, элементе 3 до увеличения входного панряжеиия источника. Аналогично, при у.меньщении величины входного напряжения источг1ика нроизойдет такое уменьщепие величины нроходного сонротивления регулирующего элемента 6 предварительного стабнлизатора 1, при которой величина выходпого папряжения источника на пагрузке 12 и величина надения напряжения DZ на регулирующем элементе 3 основного стабилизатора иримут нриблизительно такие же значения, как и до уменьщения величины входного папря/кения. При этом диод 11 находится иод папряжепием, равпым разности наиряжепий Ui п Uz, где величина папряжения Ui, равная надепию

напряжения па чаети делителя 10, определяется величиной напряжения баз --эмиттер, необходимого для насыщения маломониюгг транзистора 9, составляет 1-2 В, а величина наиряжсния и-2 на силовом нереходе регулирующего элемента 3 основного стабилизатора 1 составляет не менее 3-5 В. Поэтому диод 11 нормально находится нод обратным паиряжением и заперт, не влияя на режим работы маломощного транзистора 9 и всего источника. При коротком замыкании регулирующего элемента 3 основного стабилизатора 1 к диоду 11 будет приложено только прямое напряжение L/i части делителя 10. Диод 11 откроется и зашунтирует вход маломощного транзистора 9, который закроется и обеспечит входную цепь регулирующего элемента 6, который тоже закроется и отключит нагрузку от входного напряжения, исключая тем самым при коротком замыкании регулирующего элемента 3 основного стабилизатора 2 возможность перегрузки регулирующего элемента 6 предварительного стабилизатора 2 но току, а нагрузки и но току, и по напряжению. При этом величина мощности, рассеиваемой на регулирующем элементе 6 предварительного стабилизатора, имеет незначительную величину, определяемую величиной входного напряжения и начальным током регулирующего элемента 6, что повыщает надежность всего источника в целом. Формула изобретения Источник наиряжения постоянного тока, содержащий основной и предварительный 660 5 10 15 20 25 30 35 9 стабилизаторы напряжения, регулирующие элементы которых включены последовательно между собой и выходом источника, входная цепь усилителя основного стабилизатора включена параллельно выходным выводам источника, а входная цепь усилителя предварительного стабилизатора включена параллельно силовому переходу регулирующего элемента основного стабилизатора и элемент защиты, отличающийс я тем, что, с целью повыщения надежности и обеспечения одновременной защиты регулирующего элемента предварительного стабилизатора и нагрузки при коротком замыкании регулирующего элемента основного стабилизатора, элемент защиты выполнен в виде диода маломощного транзистора с делителем напряжения, подключенным крайними выводами к входным выводам источника напряжения, а промежуточными выводами - к выходу усилителя постоянного тока предварительного стабилизатора, к базе маломощного транзистора и к катоду диода, анодом подключенного к выходному выводу, кроме того, силовой переход маломощного транзистора включен между входом регулирующего элемента предварительного стабилизатора и входным выводом источника напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 506012, кл. G 05F V56, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 504192, кл. G 05F 1/58, 1974.