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

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи. Известен стабилизатор постоянното напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную шину регулируюший элемент, измерительно-усилительный узел, токостабилизируюший двухполюсник и блок зашиты 1. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную шину регулирующий элемент, управляющей цепью соединенный с выходом измерительно-усилительното узла, включенного параллельно выходным выводам и с выходом токостабилизируюшего двухполюс ника, подключенного через диод к блоку защиты, состоящему из последовательно включен ного с регулирующим элементом датчика тока, транзистора защиты, коллектор которого через делитель подсоединен к общей шине, эмиттер через полупроводниковый диод - к первому выводу датчика тока, а база через резисгор - ко второму выводу датчика тока, тиристора, катод которого подключен к общей, щине, анод через резистор - ко второму выводу датчика тока, а управляющий электрод-к средней точке делителя, причем между катодом и управляющим электродом тиристора подключен конденсатор 2. Однако известный стабилизатор имеет слож.ную схему, соответственно низкую надежность, низкий КПД и относительно высокое внутреннее сопротивление. Цель - упрощение схемы, увеличение КПД и надежности, уменьшение внутреннего сопротивления стабилизатора. Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения база транзистора токостабилизирующего двухполюсника подключена к эмиттеру транзистора блока защиты, а эмиттер через резистор - к первому выводу датчика тока, второй вывод которого непосредственно соединен с базой транзистора блока защиты. Кроме того, при наличии в регулирующем элементе согласующего транзистора, коллектор

согласующего транзистора псшключен к эмиттеру транзистора блока защиты.

На фиг. 1 изображена принципиальная электр№1еская схема транзистора, регулирующий элемент состоит из одного транзистора; на фиг. 2 - то же, регулируюодий элемент выполнен в виде составного транзистора. Стабилизатор содержит последовательно включенный в выходную шину регулирующий транзистор 1, база которого через резистор 2 соединена с общей шиной и с эмиттером согласующего транзистора 3, а база транзистора 3 соединена с выходом тмерительно-усилительного узла 4 и с коллектором транзистора 5 токостабилизирующего двухполюсника, подклю4efiHoro через диод 6 к блоку для защиты, состоящего из датчика 7 тока, транзистора 8 защиты, коллектор которого через делитель на резисторах 9 и 10 подключен к общей щине, база - ко второму выводу датчика 7 тока, а эмиттер через полугфоводниковый диод 11 к первому выводу датчика 7 тока, тиристора 12, анод которого через резистор 13 подключен ко второму выводу датчика 7 тока, катод - к общей щине, а управляющий электрод - к средней точке делителя 9 и 10 блока защиты, а между управляющим электродом и катодом тиристора 12 включен конденсатор 14.

При этом коллектор согласующего транзистора 3 и база транзистора 5 токостабилизирующего двухполюсника подключены к эмиттеру транзистора 8 защиты, а эмиттер транзистора 5 Через резистор 14 подключен к первому выводу датчика 7 тока. Транзистор 5, резистор 1 и диод 11 образуют токостабилизирующий двухполюсник.

Стабилизатор работает следующим образом. напряжение через датчик 7 тока и регулирующий транзистор 1 подается на выход.

Выходной ток токостабилизирующего двухполюсника равен сумме тока базы транзистора 3 и выходного тока измерительно-усилительного узла 4.

Пусть напряжение на выходе стабилизатора несколько увеличилось вследствие увеличения вхощюго напряжения или уменьщения тока нагрузки. При этом увеличивается выходной ток уэла 4, а ток базы транзисторов 1 и 3 уменьшается, они подэакрыв иотся, компенсируя увел {чения выходного напряжения с точностью, определяемой свойством данной схемы

Уменьшение внутреннего сопротивления объясняется следующими причинами.

Известно, что при увеличении тока нагрузки выходное напряжение стабилизатора уменьшается, так как внутреннее сопротивление не равно нулю.

При увеличении тока нагрузки увеличивается ток коллектора транзистора 3 и ток через диод 11, поэтому несколько увеличивается опорное напряжение токостабилизирующего двухполюсника. Это вызывает увеличение тока коллектора транзистора 5, следовательно, тока базы транзисторов 3 и 1, они подоткрываются, компенсируя уменьщение выходного напряжения.

Подключение эмиттера транзистора 5 через

резистор 14 к первому выводу датчика тока способствует уменьщению внутреннего сопротивления, в противном случае падение напряжения

5 на датчике 7 тока складывалось бы опорным напряжением на диоде 11 токостабилизирующего двухполюсника. Поэтому при изменении тока нагрузки пропорционально изменялось бы и выходное напряжение.

0 Блок защиты работает следующим образом.

При номинальном токе нагрузки транзистор 8 закрыт, так как падение напряжения на датчике 7 тока нагрузки мало по сравнению с напряжением на диоде 11, и блок защиты

5 не оказывает влияния, на работу стабилизатора.

При увеличении тока нагрузки падение напряжения на датчике 7 тока увеличивается, транзистор 8 открывается, через резисторы 9 и 10 течет ток. При увеличении напряжения

0 на резисторе 10 до уровня включения тиристора 12 срабатывает блок защиты, транзисторы 3 и 1 закрываются. Помехозащищенность блока защиты от влияния помех входного напряжения и от кратковремешп 1х толчков тока на5 грузки обеспечивается подключением конденсатора 14 между управляющим электродом и катодом тиристора 12.

Технико-экономический эффект от использования данного стабилизатора заключается

Q в упрощении Схемы, увеличении КПД и надежности, а также в уменьщении внутреннего сопротивления стабилизатора, что существенно улучщает стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

Формула изобретения

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную щину регулирующий элемент, управляющей цепью соединенный с выходом измерительно-усилительного узла, включенного параллельно выходным выводам и с вьгходом токостабилизирующего двухполюсника, подключенного через диод к блоку защиты, состоящему из последовательно включенного с регулирующим элементом датчика тока, транэисто ра защиты, коллектор которого череэ дели5752

тель подсоединен к общей шине, эмиттер через полупроводниковый диод - к первому выводу датчика тока, а база через резистор - ко второму выводу датчика тока, тиристора, катод которого подключен.к общей шине, анод через резистор - ко второму выводу датчика тока, а управляющий электрод - к средней точке делителя, причем между катодом и управляющим электродом тиристора подключен конденсатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, увеличения КПД и надежности, уменьшеиия внутреннего сопротивления, база транзистора токостабилизирующего двухполюсника подключена к эмиттеру транзистора блока защиты, а эмиттер череэ резистор - к первому выводу датчика тока, второй вывод которого непосредственно соединен с базой транзистора блока зашиты.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что при наличии в регулирующем элементе согласующего транзистора, коллектор согласующего транзистора подключен к эмиттеру транзистора блока защиты. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР If 455333, кл. G 05 F 1/58, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР N 598054, кл. G 05 F 1/58, 1976.

Ь

Фие 2 Выхо