Ключевой стабилизатор напряженияпОСТОяННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках иитания аппаратуры автоматики и радиоэлектроники.

Известны ключевые стабилизаторы напряжения 1, питание которых производится от источника постоянного тока.

Недостатком таких ключевых стабилизаторов напряжения является их повышенная стоимость в результате наличия больтого количества элементов.

Известен также ключевой стабилизатор напряжения 2, питание которого осуществляется от источника пульсирующего напряжения. Этот стабилизатор напряжения содержит ключевой транзистор, подключенный одним силовым электродом к входной клемме, с другим силовым электродом через включенный в прямом направлении диод - к выходной клемме, конденсатор сглаживающего фильтра, подключенный между выходной клеммой и общей щиной, тиристор, стабилитрон.

Недостатком такого стабилизатора является его низкая надежность, так как при коротком замыкании в цепи нагрузки ток, протекающий через ключевой транзистор, возрастает, что может привести к повреждению этого транзистора. Для защиты устройства от повреждения при коротких замыканиях в нем предусмотрены плавкие предохранители. Защита подобных устройств и их нагрузок с помощью плавких предохранителей снижает их надел ность, иоскольку не исключает повреждения этих устройств токами короткого замыкания, и увеличивает время на восстановление этих устройств.

Целью изобретения является повыщение надежности работы устройства.

Для этого ключевой стабилизатор напряжения снабжен первым делителем напряжения, подключенным между входной клеммой и общей щнной, вторым делителем напряжения, подключенным первым выводом к точке соединения ключевого транзистора и диода, а другими выводами к первому и второму транзисторам, причем анод тиристора соединен с. входной клеммой, а катод через первый резистор - с общей щиной, управляющий электрод тиристора соединен со средней точкой первого делителя напряжения, база ключевого транзистора через второй резистор соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен с общей щиной, а база через конденсатор - с катодом тиристора, между базой и эмиттером первого транзистора включен третий резистор, средняя точка второго делителя напряжения соединена с коллектором второго транзистора, эмнттер которого соединен с общей шиной, а база через четвертый резистор и стабилитрон - с движком иеременного резистора, другие выводы которого подключены между выходной клеммой и общей шиной, второй вывод второго делителя напряжения соединен с базой первого транзистора, а между входной клеммой и базой ключевого транзистора включен пятый резистор.

На чертеже приведена принципиальная схема ключевого стабилизатора напряжения постоянного тока и формы напряжения в отдельных точках устройства.

Ключевой стабилизатор напряжения состоит из ключевого транзистора 1, эмиттер которого соединен с входной клеммой 2, а коллектор через диод 3 - с выходной клеммой 4, первого 5 и второго 6 делителей напряжения, тиристора 7, анод которого соединен с входной клеммой, а катод через первый резистор 8 - с общей гниной 9, база ключевого транзистора 1 через второй резистор 10 соединена с коллектором первого транзистора 11, эмиттер которого соединен с общей шиной 9, а база через конденсатор 12 - с катодом тиристора 7, между базой и эмиттером транзистора 11 включен третий резистор 13, средний вывод делитель 6 соединен с коллектором второго транзистора 14, база которого через четвертый резистор 15, стабилитрон 16 соединены с движком переменного резистора 17, между входной клеммой 4 и общей шиной 9 подключен конденсатор сглаживающего фильтра 18, между базой и эмиттером транзистора 1 включен пятый резистор 19.

Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока работает следующим образом.

На входную клемму 2 поступает несглаженное напряжение с выпрямителя. После начала каждого полупериода включается тиристор 7, с которого через конденсатор 12 подается короткий импульс на базу транзистора 11. Это приводит к резкому включению ключевого 1 и второго 11 транзисторов благодаря цепи положительной обратной связи, выполненной на делителе 6. Транзисторы 1 и 11 с ценью положительной обратной связи образуют триггер.

Резкое отключение триггера происходит при прерывании сигнала положительной обратной связи при открытии транзистора 14 током, который ностуиает в его базу с движка резистора 17 через стабилитрон 16. Величина напряжения выходной клеммы 4 определяется положением движка резистора 17 и величиной напряжения стабилизации стабилитрона 16. Диод 3 необходим для обеспечения отключения транзистора 1.

При коротком замыкании в цепи нагрузки устройства происходит отключение триггера, поскольку при этом шунтируется цепь базы транзистора 11. Таким образом,

транзистор 1 запирается одновременно с появлением короткого замыкания. Транзисторы 1 и И триггера, хотя продолжают открываться на короткое время импульсами с выхода тиристора 7, но это ие ведет

к выходу из строя транзистора 1. Продолжительность и амплитуда этих импульсов малы, поэтому среднее значение мощности, выдел5 емое в случае короткого замыкания на транзисторе 1, не превышает максимально допустимого значения. При исчезновении короткого замыкания устройство вновь готово к работе.

Формула изобретения

Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий ключевой транзистор, нодключенный одним силовым электродом к входной клемме, а другим

силовым электродом через включенный в нрямом направлении диод - к выходной клемме, конденсатор сглаживающего фильтра, подключенный между выходной клеммой и общей шиной, тиристор, стабилитрон, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, снабжен первым делителем напряжения, подключенным между входной клеммой и общей шиной, вторым делителем напряжения, подключенным первым выводом к точке соединения ключевого транзистора и диода, а другими выводами к первому и второму транзисторам, причем анод тиристора соединен с входной клеммой, а катод - через первый резистор - с общей шиной, управляющий электрод тиристора соединен со средней точкой первого делителя напряжения, база ключевого транзистора через второй резистор соедииена с коллектором иервого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база через конденсатор - с катодом тиристора, между базой и эмиттером первого транзистора включен третий резистор,

средняя точка второго делителя напряжения соединена с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база через четвертый резистор и стабилитрон - с движком переменного резистора, другие выводы которого подключены между выходной клеммой и общей шиной, второй вывод второго делителя напряжения соединен с базой первого транзистора, а между входной клеммой и базой ключевого транзистора включен пятый резистор.

Псточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник по полупроводниковой

электронике. Под. ред. Л. Л. Хантера, М.,

«Машиностроение, 1975, с. 368-376, рис. 647.

2. Патент США № 3982179, кл. G 05F 1/56 (323-17), 1975.