Стабилизатор напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M3/155 G05F1/56 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания.

Известен но основному авт. св. № 340032 стабилизатор напряжения, содержащий в разнополярных шинах питания последовательные регулирующие транзисторы, причем база регулирующего транзистора проводимости п-р-п, включенного в положительную щину питания, связана с базой аналогичного транзистора проводимости р-п-р, включенного в отрицательную щину питания, через переходы катод-анод, параллельно соединенных стабилитронов, при этом переходы база-эмиттер и база-коллектор каждого из регулирующих транзисторов защунтированы соответственно диодом и резистором 1.

Недостатком известного стабилизатора . является то, что он стабилизирует напряжение в цепи нагрузки при аварии - отказе типа «замыкание одного из регулирующих транзисторов. При отказе типа «обрыв эмиттерного или коллекторного переходов, хотя бы одного из регулирующих транзисторов, прекращается подача напряжения питания в нагрузку.

Если нагрузка не допускает перерыва в энергоснабжении постоянным током, например, устройства контроля автоматических

объектов, то отказ типа «обрыв, прекращая подачу напряжения в нагрузку, ведет к возникновению аварийной ситуации. Изза возможности нарушения электрического контакта между кристаллов полупроводника и выводами транзистора прибегают к параллельному включению транзисторов, которые при этом все,независимо от iix количества, находятся в рабочем состоянии (под

10 током). Для обеспечения высокой степени надежности схемы количество параллельно включенных транзисторов должно быть соответственно увеличеннр, что усложняет устройство, так как для равномерной нагрузки транзисторов требуется включение в эмиттерные и базовые цепи транзисторов, выравнивающих токи резисторов.

Цель изобретения - исключение перерыва в питании нагрузки из-за отказа типа

20 «обрыв в регулирующих транзисторах.

Эта цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения введены две резервные ячейки, каждая из которых щунтирует регулирующие транзисторы, причем каждая

25 резервная ячейка состоит из двух параллельно соединенных ветвей, в одной из которых последовательно включены тиристор и транзистор, а в другой - резистор и конденсатор, точка соединения которых через

30 стабилитрон подключена к управляющему

: 1 «f- - 777S31

3

электроду тиристора первой ветви, при этом регулирующий транзистор и транзистор резервной ячейки имеют один тип проводимости и общую базовую цепь.

При отказе типа «обрыв в регулирующих транзисторах стабилизатора автоматически вступают в действие резервные ячейки, не прерывая питания нагрузки постоянным током. ; ;,;. -.: .:. . .;:На чертеже показана принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжеиня.

Стабилизатор напряжения содержит регзлирующие транзисторы 1 и 2, стабилитроны 3 и 4, резисторы 5 и 6, диоды 7 и 8, резервные ячейки 9 и 10, каждая из которых содержит тиристор 11, транзистор 12, конденсатор 13, резистор 14 и стабилитрон 15.

В нормальном режиме при изменении выходного напряжения стабилизатора (6вых) изменяются напряжения между эмиттером п базой транзисторов 1,2, что приводит к некоторому запиранию или отпиранию их и изменению падеиия напрялсения (АИ) на переходах коллектор-эмиттер. В результате t/BbTx не изменяется и представляет собой разницу между опорными напрдженйямй стабилитронов 3,4 и напряжениями па переходах эмиттер-база транзисторов 1, 2. При этом в резервных ячейках 9, 10 конденсатор 13 заряжен через резистор 14 до напряжения ли, которое менГ)Ше напряжения стабилитрона 15 (), а тиристор 11 и транзистор 12 закрыты.

В случае отказа типа «замыкание ОуТ,ного из транзисторов 1, 2 стабилизатор нродолжает нормально работать, так как благодаря диоду 8 или 7 (отказ транзистора I или 2) величина опорного напряжения, а следовательно и f/вых, изменяется только на величину падения напряжения на диоде 8 или 7, что не превышает 1 В. При отказе типа «обрыв эмиттерного или коллекторного переходов транзисторов 1 (или 2) стабилизатор продолжает нормально работать благодаря автоматическому вводу в действие резервной ячейки 9 (или 10). Происходит это потому, что при обрыве цепи тока через транзистор 1 (или 2) конденсатор 13 заряжается до напряжения . В результате этого конденсатор 13 разряжается

через открытый стабилитрон 15 на входную цепь тиристора 11, открывая его и обеспечивая прохождение тока нагрузки через транзистор 12, который работает в режиме 5 стабилизации вместо отказавшего транзистора 1 (или 2). Таким образом, при любых отказах регулирующих транзисторов 1, 2 («замыкание или «обрыв) питание стабильньш напряжением нагрузки, подключенной к выходу стабилизатора, не прекращается.

Введение в стабилизатор напряжения резервных тиристорно-транзисторных ячеек, включаемых автоматическн только при отказе типа «обрыв и не потребляющих энергии при исправных регулирующих транзисторах, выгодно отличает его простотой и экономичностью технического рещения, в отличие от известных схем резервирования.

0 Примеиение стабилизатора напряжения наиболее эффективно в автоматических устройствах с автономным источником питания, способствуя уменьшению массы и габаритов последних.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения по авт. свид. № 340032, отличающийся тем, что, с

0 целью повышения иадел ности его работы путем исключения перерыва в питании нагрузки из-за отказа типа «обрыв в регулирующих траизисторах, в него введены две резервные ячейки, каждая из которых шунтирует регулирующие транзисторы, причем каждая резервная ячейка состоит из двух параллельно соединенных ветвей, в одной из которых последовательно включены тиристор и транзистор, а в другой - резистор

0 и конденсатор, точка соединения которых через стабилитрон подключена к управляющему электроду тиристора первой ветви, при этом регулирующий транзистор и транзистор резервной ячейки имеют один тип

5 проводимости и общую базовую цепь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 340032, кл. G 05F 1/56, 1972 (прототип).

Г

12

JOffI

в -f