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

Изобретение относится к промышленной рзйяоэлектронике и может найти применение в ус |юйствах электропитания узлов автоматик qpeMCTB связи, вычислительной и измерительно техники. Известен стабилизатор постоянного напряже ния, содержащий регулирующий элемент на составном транзисторе и элемент защиты, выполненный в виде триггера на транзисторах разного типа проводимости 1. Однако применение известного устройства пря регулировках выходного напряжения приводат к изменению порога срабатывания элемента защиты. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную шину составной регулирующий элемент на транзисторах разного типа проводимости, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, входом coejoiHHeHHoro с .выходо .сравнивающего блока, входы которого подклю чены к выходам делителя выходного напряже1шя и источника опорного напряжения, входами пожлюченных к соответствуюидам выходным выводам, и элемент защиты, вьшолненный на двух трандасторах разного типа п роводимости, причем эмиттер первого транзистора соединен с выходным аьшодом стабиЛизатора, а база соединена с элдаттером согласующего транзистора регулирующего элемента и коллектором входного транзистора элемента защиты, база которого соединена через пусксжой элемент с входным выводом стабилизатора, а змиттер - через ограничивающие, резисторы - с общей щиной стабилизатора 2. Недостатком его является то, что при работе стабилизатора и его регулировке i выходного нагфяжения будет меняться напряжение на эмиттере второго транэистора элемента защиты, а это приведет к изменению тока через ограничивающие резисторы и изменению порога срабатывания элемента защиты. Целью изобретения является стабилизация порога срабатьюания элемента защиты при регулировке выходного напряжения и yвeличeJ ние бь1стродействия защиты. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения коллектор первого транзистора элемента защиты соединен собщей шиной стабилизатора через вве денную цепочку последовательно соединенных гасящего резистора и стабилитрона, к точке соедине:тая кЬторых, подключена база второго транзистора элемента защиты, кроме того, стабилитрон и ограничивающие резисторы подключены к общей щине стабилизатора через дополнительный источник питания, и параллель но стабилитрону подключен резистор. На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения с неполной регулировкой выходного напряжения; на фиг. 2 представлена схема стабилизатора постоянного налряжения с регулировкой выходного напряжения от нуля. Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на силовом транзисторе 2, эмиттером подключенном к входаому, а коллектором к выходному выводу стабилизатора, и согласующем транзисторе 3, коллектором подключенном к базе, силового транзистора 2, а базой к выходу усилителя постоянного тока 4, входом соединенного с выходом сравнивающего блока 5, выводы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения 6 и источника опорного напряжения 7, входами подключенные к соответствуюидам выходным выводам и элемент затдиты 8, выполненный на двух транзисторах 9, 10. Эмиттер транзистора 9 соединен с выходным выводом, база - с эмиттером согласующего транзистора 3, а коллектор через гасящий резистор 11 подключен к базе транзистора 10, полупроводниковому стабилитрону 12 и пусковому элементу 13, соединенному вт рым выводом с входом стаби.дизатора. Эмиттер транзистора 10 подключен к соединенным поачедовательно ограничивающим резисторам 1 и 15, вторым выводом резистор 15 соединяетс с полупроводниковым стабилитроном 12, эта точка соединения подключается к общей щине стаби.лизатора непосредственно или через допол нительный источник питания 16 (см. фиг. 2), , а параллельно аабилитрону 12 подключен резистор 17. Стабилизатор работает следующим образом. После подачи на вход стабилизатора напряжения оно через пусковой элемент 13 поступа ет на базу транзистора 10 и открывает его. В результате открывается регулирующий элелюнт 1 и на выходе стабилизатора появляется напряжение, которое возрастает до тех пор пока напряжение на выходе стабилизатора не станет больще, чем на эмиттере согласующего транзистора 3, т. е. база тран-.1стора 9 элемент защиты 8 и транзистор- 9 откроется и своим переходом база - эмиттер замкнет цепь отри4цательной обратной связи усилителя постоянного тока 4, после чего рост выходного напряжения прекратится, а ток коллектора транзистора 9 через гасящий резистор поступит на полупроводниковый стабилитрон 12, который будет стабилизировать напряжение на базе транзистора 10. Транзистор 10 является регулирующим элементом стабилизатора тока с источником эталонного напряжения на стабилитроне 12 в цепи базы, ограничивающими резисторами 14, 15 и гасящим резистором И, следовательно, ток коллектора транзистора 10 (и-у.,о- будет стабилизирован, и не будет зависеть от величины выходного напряжения стабилизатора, а так как . TioVi 5Tg мАЧ ток эмиттера согласующего транзистора 3; %Tq ток базы транзистора 9, то увеличение тока эмиттера транзистора 3 при увеличении нагрузки или коротком замыканий до величины: ---7X7/, приведет к закрыванию транзистора 9, так как ток базы этого транзистора уменьшится до О, а закрьшание транзистора 9 приведет к закрытию транзистора 10, и к уменьшению тока эмиттера транзистора 3 и закрыванию регулирующего элемента 1, т. е. сработает элемент защиты. Следовательно величина тока эмиттера согласующего транзистора 3, при котором срабатывает элемент защиты 8 не зависит от величины выходного напряжения. Ток коллектора транзистора 10 будет стабилизирован если . ,, напряжение на выходе стабилизатора; напряжение стабилизации стаби;штрона 12, следовательно, для обеспечения регулировки выходного напряжения от О стабилитрон 12 и резистор 15 подключаются к общей щине стабилизатора через дополнительный источник питания 16, причем: BblxJ СТД-СЗ. где: UgyxJ -выходное напряжение дополнительного источника питания 16. При работе стабилизатора транзистор 9 находится в состоянии насыщения, а транзистор 10 в активном режиме. Следовательно при закрьшании элемента защиты из режима насыщения выходит только один транзистор, поэтому быстродействие защиты повышается. . После закрьшат1Я транзистора 9 напряжение на стабилитроне 12 падает до О и в результате дифференциальное сопротивление стаби.гттроиа резко возрастает, что увеличивает сопротивление.в цепи базы транзистора 10, т. е. увеличивает

ток через закрытый транзистор 10, и следовательно увеличивает выходной ток стабшшзатора после срабатьшания защиты. Для уменьшения сопротивления в цепи базы транзистора 10 после срабатывания защиты параллельно стабилитрону 12 подключен резистор 17.

Сравнительные испытания показали, что стабилизация порога срабатьшания защиты позволяет в 3,5 раза уменьшить зависимость порога от выходного напряжения, а при стабилизации напряжения коллектор - эмиттер регулирующих транзисторов -- в 90 раз.

Крюме того, подключение элемента защиты к общей шине стабилизатора через дополнительный источник, позволяет увеличить диапазон выходного напряжения, при котором действует стабилизация порога защиты. .

Формула изобретения

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную шину составной регулирующий элемент на транзисторах разного типа проводимости, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения и источника опорного напрямсения, входами подключенные к соответствующим выходным выводам, и элемент защиты, выполненный на двух транзисторах раз.

ного типа проводимости, причем эмиттер первого траидастора соединен с выходным выводол стабилизатора, а база соединена с эмиттером согласующего транзистора регулирующего элемента и коллектором второго транзистора элемента защиты, база которого соединена через пусковой элемент с входным выводом стабилизатора, а эмиттер через ограничивающие резисторы с общей 511ИНОЙ стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью стабилизации порога срабатывания элемента защиты при регулировке выходного напряжения и увеличения быстродействия защиты, коллектор перво го транзистора элемента защиты соединен с общей щиной стабилизатора через введенную nenov ку последовательно соединенных гасящего резистора и стабилитрона, к точке сеодинения которых подключена база второго транзистора элемента защиты.

2.Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что параллельно ста&1литрону подключен резистор.

3.Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в него введен дополнительный источник питания через который стабилитрон и резисторы подключены к общей щине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2416083, кл. G 05 F 1/58, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2547009, кл. G 05 F 1/58, 1977.