Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

: 1 , Описываемый стабилизатор постоянно ,го напряжения предназначен дня электропитания устройств автоматики, вычис лите.пьной техники и средств связи. Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последоватепьный регулируютцИй элемент на биполярных транзисторах с резисторным датчиком токав силовой цепи и триггерный каскад защиты от перегрузок по току и коротких замыканий с интегрирующей емкостью. . Наличие интегрирующей емкости в каскаде защиты обуславливает нечувствительность схемы к кратковременным импульсам тока перегрузки,/что способ ствует возникновению вторичного пробоя силового транзистора и выходу его иэ строя, , . Поскольку уменьшение интегрирую1цей емкости каскада защиты приводят к ложньм срабатываниям и перебоям в работе аппаратуры, то транзисторы регулирующего элемента рассматриваемых схем необходимо выбирать на ток превБинанщий или, по крайней мере, равный току короткого замыкания схемы стаби -тгизатора при отсутствии каскада защиты. Это неоправданно увеличивает габариты стабилизатора. . Наиболее близким техническим решением к данному изобретенигс является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенные Б силовую шину резИсторный дат чик тока и регулирующий элемент, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, и блок для защиты на трех транзисторах, причём база первого транзистора-через первый резистор подключена к одному из выводов резистивного датчика тока и ко входу регулирующего элемента, эмиттер - к другому выводу резистивного датчика тока и входному выводу, коллектор второго транзистора подключен к управляющей цепи регулирующего элемента, а эмиттер - к общей шине, к. которой подключен также эмиттер третьёг& -ранШе с и Ъдин датчика входного напряжения, другим выводом подключенного к силовой шине, и времязадающую RC-цепочку. Недостатком известного стабилизатора является то, ЧТ9 при значительной сложное- . ти он не обеспечивает комплексной защиты транзисторов регулирующего органа от перегрузок, в частности от импульсных и стационарных перегрузок п мощности, при воздействии перенапряжений на входе стабилизатора. Целью изобретения является упро1ценйге Защйты и повышение ее надежнос ти, за счет .обеспечения комплексной ;эащиты транзисторов регулирующего эл мента от импульсных и стационарных гГё|5ёГ15узок по току, напряжению и мощ ности. Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения в блоке защиты база первого транзистора через последователь .но включенные ограничивающий резисто и Пе зеход коллектор - эмиттер третье го транзистора, а коллектор через по след оват льную времязадающую RC-цепочку подключены к общей шине стабилизатора, причем общая Точка времяза дающёй RC-цепрчки через последовател НО включенные резистор и развязьтающий диод подключена к базе третьего транзистора и средней точке датчика входнЪго напряжения, а база вТорогЬ транзистора через ограничивающий реSHCTOp соединена с коллектором перво г;о транзистора. Изобретение поясняется чертежом, на котсэром приведена электрическая йр ГйЦипиальна;я схема стабилизатора постоянного напряжения. . Стабилизатор постоянного напряжёния содержит последовательный регулирующий элемент 1-на транзисторах, резисторный датчик тока 2, включенны В силовую шину на входе стабилизатор первы.й транзистор 3 блока для защиты переход эмиттер - база которог-о через ограничивающ.яй резистор 4 подклю чен к ;рёзисторнсму датчику тока 2, а коллектор через ограничивающий резис тор 5 - к базе второго транзистора 6 и через RC-цёпочку на резисторе 7 и конденсаторе 8 - к общей шине стабилизатора, при этом общая точка RC-цё почкй через последовательно включенные резистор 9 и развязывающий диод , 10 соединена с базой третьего транзистора 11 и средней точкой датчика BJt ft&ro напряжения на резисторах 12 и 13, а коллектор транзистора 11 через резистор 14 соединен с базой транзистора 3. За.явЛяемый стабилизатор pa6oTaiST следуквдим образом. При отсутствий перегрузок по току и напряжению транзисторы 3, б и 11 блока для защиты заперты и не оказывают влияния на работу стабилизатора Воздействие импульса перенапряже НИИ на входе стабилизатора, приводящего к перегрузке транзисторов, регу тГй р:5 Щё Го йлейента по мощности, вызывает увеличение напряжения на резисторах 12,13 датчика входного напряжения и срабатывание транзистора .11 . . , . В результате, через резистор 14 и открытый переход коллектор-змиттер транзистора 11 образуется цеп питания базы транзистора 3, он открывается, срабатывает транзистор б и, ответ вляя базовый ток входного транзистора регулирующего элемента 1 на общую ши ну стабилизатора , переводит его в режим отсечки, .ограничивая тем самым мощность рассеяния на транзисторах регулирующего элемента 1. . Однояременно через открытый транзистор 3 и времязадающий резистор 7 происходит заряд конденсатора 8. Если перегрузка н.осит импульсный характер, то напряжение на конденсаторе 8 не усПевает возрасти до величины, необходимой для удержания транзистора Ив открытомсостоянии при снятии перегрузки, и схема стабилизатора возвращается в исходное состояние . Если перегрузка носит стационарный характер, то конденсатор 8 заряжается до величины напряжения, достаточной для срабатывания транзистора 11 по цепи: резистор 9 - развязывающий диод 10 - резистор 13. Образуется электронная самоблокировка транзисторов 3 и 11, транзистор б входит в насыщение и обеспечивает режим отсечки транзисторов {эегулирующего элемента 1. Воздействие импульса перегрузки по току на выходе стабилизатора вызывает увеличение напряжения на резисторном датчике тока 2 и срабатывание транзистора 3. В результате образуется цепь питания базы транзистора б, и стабилизатор напряжения работает в режиме стабилизатора тока, оГраничи-, вая его на допустимом уровне. ОдновреКчённо происходит заряд конденсатора 8. При перегрузке импульсного характера схема возвращается в исходное состояние. Стационарные же перегрузки, характеризующие неисправность потpёбитeля приводят к электронной самоблокировке транзисторов 3 и 11, чем обеспечивается режим отсечки транзисторов регулирующего элемента 1. Диод 10 обеспечивает развязку конденсатора 8 от источника питания через резистор 13. . Заявляемый стабилизатор постоянного .напряжения имеет большие преимущества по сравнению с прототипом: выполняет дЬполнительные функции, связанные с защитой регулирующего органа от импульсных и стационарных перегрузок по Мощности при воздействии пе-. ренапряжения на входе стабилизатора, обеспечивая тем самым комплексную защиту транзисторов peгyлиps oщeгo элемента от всевозможных перегрузок и повышенную надежность работы стабилизатора; имеет более простую схему блока kiisf защиты вместо четырех транзисторов в схеме прототипа, в заявляемсм стабилизаторе их три, вместо одиннадцати резисторов - восемь и вместо двух лиодов - один. Формула, изобретения Стабилизатор постоянного напряжеЬия, содержащий последовательно включенные в силовую шину резисторный . датчик тока - и регулирующий элемент, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока,и блок для защиты на трех транзи-стора {, база первого транзистора через первый резистор подключена к одному: из выводов резистивного датчика тока и ко вх ду регулирующего элемента, эмиттер д ругсму выводу резистивного датчика тока и вхсянсму выводу, коллектор вто рого транзистора подключен к управляющей цепи регулирующего элемента, а эмиттер - к общей шине, к которой под

U ULJ

-П ключен также эмиттер третьего транзис- тора, и один из выводов датчика входного напряжения, другим выводом подключенного к силовой шине, и времяза дающую КС-цепо ку, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения защиты и повышения ее надежности, в блоке для защиты база первого транзистора Через последовательно включенные ограничивающий резистор и переход коллектор-эмиттер третьего транзистора , а коллектор через последовательную времязадающую RC-депочку подключены к общей шине стабилизатора, причем общая точка времязадающей RCцепочки через - последовательно включенные резистор,и развязывающий диод подключена к ба-зе третьего транзистора и средней точке датчика входного напряжения, а база второго транзистора через ограничивающий резистор сое- динена с коллектором первого1транзисторг