Линейный стабилизатор напряженияС зАщиТОй Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ

t

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вопросу защиты линейных стабилизаторов от перегрузки.

Известен стабилизатор с защитой, обеспечивающий снижение токов коллекторов регулирующего транзисторов по мере увеличения перегрузки стабилизатора, что позволяет уменьщить рассеиваемую мощность регулирующим транзистором в режиме перегрузки в сравнении со стабилизаторами, содержащими ранее распространенную -защиту, обеспечивающую лищь ограничение тока стабилизатора на уровне предельно.го 1.

Наиболее близким к данному техническому рещению является линейный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий транзистор, коллектором соединенный с входным выводом, транзистор усилителя обратной связи, соединенный коллектором с базой регулирующего транзистора, базой - со средней точкой регулируемого делителя напряжения, включенного между выходными выводами, а эмиттером - через опорный элемент с общей щиной, узел защиты, состоящий из исполнительного транзистора, коллектором соединенного с базой регулирующего транзистора, эмиттером- с выходным выводом, а базой через резистор. с эмиттером регулирующего транзистора, и резистивного датчика тока, включенного в силовую цепь между эмиттерами регулирующего и исполнительного транзисторов 2.

Недостатком этого стабилизатора является изменение порога срабатывания при регулировке выходного напряжения, в результате чего уставку порога срабатывания

защиты приходится выбирать выще номинального тока стабилизатора. В связи с этим при перегрузке на регулирующих транзисторах рассеивается больщая мощность, что снижает надежность стабилизатора.

Цель изобретения - устранение изменения порога срабатывания защиты при регулировке выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в линейный стабилизатор напряжения с защитой введен токостабилизирующий транзитор, коллектор которого соединен с базой исполнительного транзистора, база-с базой усилительного транзистора, а эмиттер - через введенный резистор - с общей щиной. На чертеже представлена электрическая схема линейного стабилизатора напряжения с защитой от перегрузки. Схема содержит регулирующий транзистор 1, включенный между входными и Е ыходным положительными полюсами стабилизатора, база которого подключена к выходу усилителя 2 (в приведенном примере содержащем в своем составе транзистор 3 и нагрузочный резистор 4) и к коллектору транзистора 5 защиты. Через первый резистор 6 переход база-эмиттер транзистора 5 защиты подключен ко второму резистору 7, включенному в цепь нагрузки стабилизатора. К выходным клеммам стабилизатора подключен делитель напряжения, состоящий из третьего резистора 8 и четвертого резистора 9, средняя точка которого подключена к одному из входов усилителя, а второй вход усилителя подключен к источнику 10 опорного напряжения, содержащему в своем составе стабилитрон 11 и балластный резистор 12. Кроме того, в стабилизатор дополнительно введены транзистор 13 и пятый резистор 14, включенные по схе.ме стабилизатора тока. Устройство работает следующим образом. При отсутствии перегрузки устройство защиты не влияет на работу стабилизатора. Регулировка выходного напряжения осуществляется с помощью резистора 8. При перегрузке стабилизатора, когда падение напряжения на втором резисторе 7, превысив опорное напряжение на первом резисторе 6 и напряжение отсечки входной характеристики транзистора 5 защиты, открывает транзистор 5 защиты. В этом случае управление регулирующим транзистором 1 осуществляет уже не усилитель 2, а транзистор 5 защиты, который уменьщает ток управления регулирующим транзистором, приводит к снижению величины выходного напряжения стабилизатора. В этом режиме работы стабилизатора уменьщение выходного напряжения вызывает пропорциональное уменьщение напряжения на четвертом резисторе 9 - делителе выходного напряжения стабилизатора, вследствие чего пропорционально уменьшается ток коллектора вспомогательного транзистора 13 и, соответственно, опорное напряжение на первом резисторе 6, в цепи управления транзистором 5 запхиты. Снижение падения напряжения на первом резисторе б по мере увеличения перегрузки стабилизатора обесепечивает удерживание транзистора 5 защиты в открытом состоянии меньшим падением напряжения на втором резисторе 7, что уменьщает ток нагрузки и мощность, рассеиваемую на регулирующем транзисторе 1 в аварийном режиме. Если ДЛЯ наглядности рассмотреть крайний режим перегрузки - короткое замыкание, то в этом режиме на выходе стабилизатора полностью отсутствует выходное напряжение, в связи с чем и опорное напряжение на первом резисторе 6 равно нулю. Это обеспечивает удерживание транзистора 5 защиты в открытом состоянии меньщим остаточным токам стабилизатора, создающим управляющее напряжение на втором резисторе 7, что значительно уменьшает мощность, рассеиваемую регулирующим транзистором. Таким образом цепочка из вспомогательного транзистора 13 и пятого резистора 14 при переходе стабилизатора из рабочего режима в режим перегрузки изменяет свою характеристику проводимости. В рабочем режиме стабилизатора она ведет себя как стабилизатор тока, а .в режиме перегрузки как линейный резистор, что и обеспечивает достижение поставленной цели. Предлагаемое техническое решение линейного стабилизатора, имеющего регулировку выходного напряжения и содержащего в своем составе защиту от перегрузки, имеет более высокую надежность, поскольку устранение воздействия регулировки выходного напряжения на уставку порога срабатывания защиты позволяет выбрать эту уставку ближе к номинальной величине тока нагрузки стабилизатора, в связи с чем при перегрузке на регулирующем транзисторе рассеивается меньщая мощность. Формула изобретения Линейный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий транзистор, коллектором соединенный с входным выводом, транзистор усилителя обратной связи, соединенный коллектором с базой регулирующего транзистора, базой - со средней точкой регулируемого делителя напряжения, включенного между выходными выводами, а эмиттером - через опорный элемент с общей щиной, узел защиты, состоящий из исполнительного транзистора, коллектором соединенного с базой регулирующего транзистора, эмиттером - с выходным выводом, а базой - через резистор с эмиттером регулирующего транзистора, и резистивного датчика тока, включенного в силовую цепь между эмиттерами регулирующего и исполнительного транзисторов, отличающийся тем, что, с целью устранения изменения порога срабатывания защиты при регулировке выходного напряже- ния, в него введен токостабилизирующий транзистор, коллектор которого соединен с базой исполнительного транзистора, база - с базой усилительного транзистора, а эмиттер - через введенный резистор - с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дульски Р., Липински М., Игщен Вьет Зунг. Некоторые вопросы проектирования схем защиты низковольтных источников питания от короткого замыкания. Сообщения ОИЯИ. Дубна, 1977. 2. «Радио № 9, 1971, с. 44.

07

-аз-0 +

Вход

Вы-ход

15

-0П

40