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

Стабилизатор напряжения постоянн го тока относится к промьшшенной электронике и может быть использова в устройствах электропитания узлов томатики, вычислительной техники и средств связи. Известен последовательный стабил затор напряжения, содержащий последовательный регулирующий элемент и устройство защиты от перегрузок по току и коротких замыканий 1 . Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является стабили затор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно включенн в силовую шину датчик тока и регули рующий элемент, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, блок защиты на тиристоре и транзисторе п-р-п типа, база-эмиттерный переход которого шунтирует датчик тока L2 . В этом источнике напряжения отсутствует защита нагрузки от перенапряжения на выходе источника пита ния, что важно при необходимости контроля напряжения на нагрузке, например, когда качеством ее являют микросхемы, которые в результате пр вышения напряжения питания над допустимым могут выйти со строя. Кроме того, при неисправности силовой цепи исполнительного элемента органа защиты-. тиристора, коротком замыкании регулирующего транзистора или неисправности цепей шунтирования модулятора источник питания не будет защищен от перегрузки по току к от перенапряжения на выходе. Недостатки известного источника питания приводят IK снижению его надежности. Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора. Это достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного тока в блок защиты введены .две ограничительные цепочки, состоящие из последовательно соединенных резистора и диода, дополнительные транзисторы р-п-р-типа, тиристор и стабилитрон, причем база транзистора через резистор и стабилитрон соединена с силовой шиной, эмиттер - с общей шиной, а коллектор, через первую и вторую ограничительные цепочки, соединен с управляющими электродами тиристоров, катоды которых

подключены к силовой шине, а аноды - к общей.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока.

Он содержит регулирующий транзистор 1, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока 2, блок 3 защиты от перегрузки по току и перенапряжения , выполненный на транзисторах 4 и 5 соответственно п-р-п и р-п-р-типа, тиристорах б и 7 катоды которых подключены соответственно к эмиттеру регулирующего тразистора 1, и к силовой шине, аноды соответственно ко входу усилителя постоянного тока 2 к общей шине, а управляющие электроды - соответственно через ограничительные цепочки, состоящие из диода 8, резистора 9 и диода 10, резистора 11 - к коллектору транзистора 5, база которого через резистор 12 соединена с коллектором транзистора 4 и через резистор 13 и стабилитрон 14 - с общей шиной, а эмиттер - с общей шиной. Датчик тока 15 включен последовательно с регулир тощим транзистором 1, резистор 16 подключен к базе транзистора 4, предохранитель 17.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе регулирующий транзистор 1 поддерживает выходное напряжение Uf,bix - заданных пределах, отрабатывая возмущающее воздействие, возникающее при изменении величины входного напряжения и величины тока, потребляемого с выход стабилизатора, транзисторы 4, 5,тиристоры б, 7, стабилитрон 14 закрыты и не влияют на работу стабилизатора.

При перегрузке по току величина падения напряжения на датчике тока 15, приложенная к переходу эмиттер база транзистора 4, достигает такой величины, при которой последний открывается, при этом его коллекторный ток через ограничительный резистор 12 поступает в базу транзистора 5 и переводит его в режим насыщения. Так протекающий по цепи плюс входного напряжения переход эмиттер-транзистора 5, ограничительные резистор 9 и диод 8, -переход управляющий электрод - катол тиристора б, предохранитель 17, минус входного напряжения - переводит тиристор б в открытое состояние, что приводит к шунтированию напряжения в одном из каскадов усилителя постоянного тока 2. При этом потенциал на выходе усилителя 2 становится равным потенциалу минуса входного напряжения, регулирующий транзистор 1 закрывается и отключает нагрузку от входного напряжения...

В случае не срабатывания защиты, хзвязанной с неисправностью силовой депи исполнительного элемента, которым является тиристор б, и цепей шунтирования выходного тока усилителя 2, - ток, протекающий через открытый транзистор 5, ограничительные резистор 11, диод 10 и переход управляющий электрод - катод тиристора 7 откроет последний, при этом он згииунти« рует нагрузку, ток, протекающий

через него, резко увеличится, в результате чего предохранитель 17 сгорит и тем самым отключит стабилизатор от входного напряжения.

При возникновении перенапряжения на выходе стабилизатора стабилитрон 14 пробивается ток, протекающий через резистор 13, и базу транзистора 5, открывает его, открывается тиристор б, вызывая через

0 усилитель 2 шунтирующее воздействие на базовый ток регулирующего транзистора 1, который закрывается и отключает нагрузку от входного напряжения.

5 Обеспечение защиты нагрузки от перегрузки по току и перенапряжения при неисправности силовой цепи исполнительного элемента, а также при неисправности цепей шунтирования выходного тока усилителя 2, существенно увеличивает надежность стабилизатора.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно включенные в силовую шину датчик тока и регулирующий элемент управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, блок защиты на тиристоре и транзисторе п-р-п-типа, база-эмиттерный переход которого шунтирует датчик тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в блок защиты введены две ограничительные цепочки, состоящие из последовательно соединенных резистора и диода, дополнительные транзистор р-п-р-типа, тиристор и

л стабилитрон, причем база транзистора через резистор и стабилитрон соединена с силовой шиной, эмиттер - с общей шиной, а коллектор, через первую и вторую ограничительные цепочки соединен с управляющими электродами тиристоров, катоды которых подключены к силовой шине, а аноды - к общей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Авторское свидетельство СССР № 531143, кл. G 05 F 1/58, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 333659, кл. Н 02 М 3/28, 1970,