Стабилизатор напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Описываемый стабилизатор напряжения может быть использован в различных устройствах эпектропитания радиоаппаратуры, электронной технике и средств связи, выполненных как на дискретных элементах, так и Б интегральном исполнении. Известен стабилизатор напряжения, у которого в устройстве защиты применен оптоэлектронный прибор, фотоприемник ко торого включен между базой согласующего транзистора регулирующего органа и об шей шиной, а к светоизлучателю подключены датчики перегрузок 1 , Однако он не осуществляет защиту от низкого напряжения и перенапряжения питающей сети, а защиту от температурных перегрузок. Наиболее близким к предлагаем лу ста билизатору напряжения является стабилизатс напряжения, содержащий последователь но включенный в силовую щину регулирующий элемент, утфавляющей цепью, подключен1Пз1йк усилителю обратной связи, транзистор защиты, последовательно включе 11ЫЙ с регулируюш.им элемен-юм, и допол-нительный транзистор 2. Недостатком известного стабилизатора является то, что защита осуществляется только от одного аварийного режима - перенапряжения на выходе стабилизатора. Цель изобретения - расщирение функцвональньщ возможностей защиты как стабилизатора напряжения, так и нагрузки от различных аварийных режлмов, возникакищих в процессе эксплуатации, в результате чего повыщается надежность работы стабилизатора в целом. Это достигается тем, что в стабилизаторе напряжения 2, для защиты нагрузки при уменьшении входаого напряжений и защиты стабилизатора от иеренапряи е- ВИЯ на входе эмиттер транзистора защиты подключён к нхошому выводу, коллектор к регулирующему элементу, а база через последовательно соединенные стабилитрон и первый ограничительный резистор - к коллектору дополнительного транзистора, эмиттер которого, подключен к общей шине, a между базой и эмиттером его вкгао чей фотоприемник оптоэлектронного nptf бора, светонзлучатепь которого подключен одним ш шодом к общей шине, другим через введенгозге н последовательно включенные балластный резистор и динистор к силовой шине, для зашиты нагрузки от перенапряжения на выходе стабилизатора, к эмиттеру регулирующего элемента подключены йоследовательно соединенные стабилитрон и второй ограничительный резиотор, который противоположньш концом nofsr ключей к светоизлучателю оптоэлектрониого 1фибора через балластный резистор, для защиты стабилизатора напряжения от перегрузок по току и короткого замыканрш в нагрузке между входньтм выводом и свет излучателем оптоэлектронного гфибора вклк чен конденсатор, для защить стабилизатора и нат рузки от температурных перегрузок параллельно динйстор5 подключаются датчики температурных перегрузок, в ка-. чёстве которых использ тотся термоконтак™ ты, для расширения фушсционапьных возмож ностей при работе в широком 1штервале те ператур к базе и эмиттеру дополнительного транзистора через фотоприем ннк и резистор подключен источник запирающего смещения. Па ф1Я 1 и 2 представлен стабшгазатор напряжения. Стабилизатор содер :шт (см. фиг, 1) до полнительный транзистор 1, коллектор кот рого через последователыю соединенные стабилитрок 2 и ограничительный резистор 3 подключен к базе транзистора 4 защиты, резистор 5, светоизлугатель 6 и фотоприемник 7 оптрона, 8, конденсаторы 9 и 10, регулирующий элемент 11, к эмитьтеру которого подключены последователь-, но соединен1П5ге стабилитрон 12 и orpatmчйтельный резистор 13, термоконтакты, 14 включенные .параллельно динистору 15, включенному последовательно с резистором 16, резистор 17 и усилитель 18 обратной связи, входные и выходные выводы 19, 20, 21 (см. фиг. 2), резистор 22 и источник 23 запирающего смещения, Устройство (см фиг. 1) работает следующим образом. При включении стабилизатора транзио тор 1 открыт, пробивается стабилитрон 2 и за счет смещения на резисторе 5 открывается транзистор 4 защиты, напряже- ние поступает на вход стабилизатора и стабилизатор ЕКОДИТ в стабилизации При уменьшении питающего напряжения допустшлого уровня, определяемого на739503гфяжением стабилизации стабилитрона -2; протекание тока чересз резистор 5 прекращается, транзистор 4 защиты, закрывается напряжение на выходе стабилизатора О-Рсутствует. В случае увеличения нходдого напряжения пробивается динистор 15, засвечивается светоизлучатель 6 оптрона 8, резко уменьшается сопротивление фотоприемника 7 и подается сигнал на базу дополнительного транзистора 1, транзистор 1 закрывается, прекращается протекание тока че- pea резистор 5, в результате чего транзистор 4 защиты закрывается, напряжение на выходе стабилизатора отсутствует. Увеличение тока нагрузки или КЗ npjtвоотт к увеличению переменной составляющей па конденсаторе 9, переменное напряжение через конденсатор 10 - датчик токовой перегрузки поступа.ет на светоизлучатель 6 оптрона 8, и при достиисении заданной величины сопротивление фотоприем- ника 7 оптрона 8 резко уменьшается, трап- зис-хюр 1 закрывается, прекращается протекание тока через резистор 5, транзистор 4 защиты закрывается, -напряжение на выходе стабилизатора отсутствует. Увеличение выходного напряжения стабилизатора приводит к пробиванию стабилитрона 12, засвечивается светоизлучатель 6 оптрона 8, фотоприемник его резко уменьшает свое сопротивление, процесс повторяется. Увеличение температуры на регулирующем элементе 11 стабилизатора напряжения ИЛИ в наиболеенагретой зоне приводит к замыканию термоконтакта 14, контакты замыкаются, засвечивается светоизлучатель б оптрона 8, срабатывает зашита, стабилизатор напряжения отключает ся. При работе в широком интервале температур возможно неполное закрывание транзистора 1, что может привести к значительному увеличенщо мощности потерь на транзисторе 4 за счет увеличения сквозных токов. В данном случае вводится Пополнительный источник смещения, подключенный положителькым полюсом к выводу источника 23 и отрицательным - к выводу 19 (см. фиг, 2). В режиме любого аварийного состояния включается фотоприемник 7 оптрона 8 и от дополнительного источника смещения через резистор 22 протекает ток, который создает на входе транзистора 1 запираю;ще9 смещение, надежно закрывая его. В этом случае напряжение на резисторе 5 меньше напряжения отсечки, и он закрыт в широком диапазоне температур. Применение стабилизатора напряжения с защитой позволяет осуществлять как стабилизатора, так и его нагрузки от различных аварийных режимов, в част)-. ности, от уменьшения напряжения на входе, перенапряжения на входе и выходе, токовых перегрузок и КЗ, и контроль температурного режима, что повышает надежность работы стабилизатора и устройства в целом и позволяет его использовать в различной радиотехнической аппаратуре, устройствах ЭВМ и технике средств свяг зи, выполненных как на дискретных, так и на интегральных элементах. Формула нзобретекия 1. Стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляклцей цепью, подключенный к усилителю обратной связи, транзистор защиты, последовательно включенный с регулщэующим элементом, и дополнительный транзистор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возмож- ностей защиты путем обеспечения защиты нагрузки при уменьшении юсодного напряжения и защиты стабилизатора от перенапряж ния на входе, эмиттер транзистора защиты подключен к входному выводу, кол.лектор - к регулирующему элементу, а ба за черед последовательно соединенные ста билитрон и первый ограничительный резистор - к коллектору дополнительного транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а между базой и эмиттером его включен фотоприемник оптоэлектронно- го прибора, светоизлучатель которого подключен одним выводом к общей шине, другим через введенные и последов)атёльно включенные балластный резистор и диниотор - к силовой шине. 2.Стабилизатор по п. 1, о т л п ч аю щ и и с я тем, что, с целью защиты нагрузки от перенапряжения на выходе стабилизатора, к эмиттеру регулгфующего элемента подключены последовательно соединенные стабилитрон и второй огранпчг тельный резистор, который противоположным концом подключен к Светоизлучателю оптоэлектронного прибора через балластный резистор. 3.Стабилизатор по п. 1, о т л и ч аЮ Щ и и с я тем, что, с целью защиты стабилизатора наиряжения от перегрузок по току и короткого замыкания, в нагрузке между входаьгм выводом и светоизлучателем оптоэлектронного прибора включен конденсатор. 4.Стабилизатор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью защиты стабилизатора и нагрузки от температурных перегрузок, параллельно динистору подключаются датчики температурньгх перегрузок. 5.Стабилизатор по п. 4, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве датчиков температурных перегрузок использу- ются термоконтакты. 6.Стабилизатор по пп. 1-4, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при работе в широком интервале температур, к базе и эмиттеру дополнительного Tpatiзистора через фотоприемник и резистор подключен источник запирающего смещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 522493, кл. G 05 F 1/58, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 404068, кл. е 05 F 1/56, 1971.