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

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты импульсных стабилизаторов напряжения от короткого замыкания и перегрузок по току. Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой от короткого замыкания на выходе 1. Недостатком такого устройства является отсутствие защиты от перегрузки по току и необходимость в разблокировке после устранения причины короткого замыкания. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий ключ, щиротноимпульсный модулятор, соединенный выходом с управляющим входом регулирующего ключа, .L-C-D фильтр, включенный на выходе, усилитель обратной связи, соединенный выходом с входом щиротно-импульсного модулятора, а входом - с выходным выводом, и узел защиты, состоящий из транзистора и делителя напряжения, включенного между выходным выводом и общей щиной, а выход делителя напряжения через резистор соединен с эмиттером транзистора узла защиты, коллектор которого соединен С входом щиротно-импульсного модулятора, а база - с источником опорного напряжения 2. Недостатком известного устройства является то, что защита стабилизатора осуществляется только при коротком замыкании на выходе и не обеспечивается при перегрузках по току. Цель изобретения-обеспечение (наряду с защитой от короткого замыкания) защиты от перегрузок по току. Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе напряжения с защитой в узел защить введены интегратор и разделительные диоды, через которые выход интегратора и источник опорного напряжения подключен к базе транзистора, причем вход интегратора соединен с выходом широтно-импульсного модулятора. С целью повышения надежности срабатывания защиты в узел защиты введены дополнительные делитель напряжения и диоды, через один из которых вход интегратора соединен с выходом щиротно-импульсного модулятора, а через второй диод - со средней точкой делителя напряжения, подключенного к источнику опорного напряжения. На чертеже приведена принципиальная схема импульсного стабилизатора напряжения с защитой. Стабилизатор содержит транзистор 1 узла защиты, делитель 2 напряжения, резистор 3, усилитель 4 обратной связи, щиротно-импульсный модулятор (ШИМ) 5, регулирующий ключ 6, L-C-D фильтр 7, первый дополнительный диод 8, интегратор 9, первый разделительный диод 10, дополнительный делитель 11 напряжения, второй дополнительный диод 12, второй разделительный диод 13. Выход широтно-импульсиого у.одулятора 5 соединен с управляющи.м входом ключа 6 и через диод 8 - с входо.м интегратора 9 и с одним из выводов диода 12, другой вывод которого подключен к средней точке делителя 11, который подсоединен к источнику опорного напряжения. База транзистора 1 соединена через диод 13 с источником опорного напряжения, а через диод 10 - с выходом интегратора 9. Эмиттер транзистора 1 соединен через резистор 3 с средней точкой делителя 2, который между выходным выводом и общей щиной. К выходному выводу подключен также выход фильтра 7 и вход усилителя 4, выход которого соединен с входом ШИМ бис коллектором транзистора 1. Выход ключа 6 соединен с входом фильтра 7. Стабилизатор работает следующим образом. Транзистор 1 защиты при но.миналыю.м значении выходного напряжения запирается потенциалом с делителя 2 выходного напряжения через дополнительный резистор 3. При этом напряже 1ие на выходе усилителя 4 пропорционально разнице напряжения обратной связи с выхода стаби;1изатора и подаваемого на него опорного напряжения. Скважность управляющих импульсов на выходе ШИМ 5 пропорциональна величине нап ряжения рассогласования на его входе. Управляющие импульсы подаются на ключ 6 и фильтр 7, причем ток к,;1юча 6 определяется скважностью и.мпульсов с ШИМ 5. Импульсное напряжение с выхода модулятора через разделительный диод 8 подается ка вход интегратора 9 и после интегрирования через разделительный диод 10на базу защитного .транзистора 1. Выходное напряжение интегратора пропорционально скважности импульсов, т.е. среднему току ключа 6. Начальный постоянный уровень на выходе интегратора устанавливается делителем 11 напряжения, выход которого через разделительный диод 12 подключен к входу интегратора. При этом ускоряется процесс восстановления схемы защиты при устранении короткого замыкания и тем самым повыщается надежность срабатывания, если при этом сох)аияется перегрузка по току. Постоянное опорное напряжение на базу транзистора 1 подается через разделительный диод 3. При номинальной нагрузке выходное напряжение ипте|-ратора устанавливается меньще постоянного опорного напряжения, при этом диод 10 закрыт. При увеличении нагрузки на выходе стабилизатора скважность импульсов умсрпялается, а напряжение на выходе интегратора 9 возрастает. При равенстве напряжения на выходе интегратора и напряжения эмиттера транзистора 1, последний начинает отрываться и, уменьщая напряжение рассогласования, уменьщает ток через ключ 6. Выходное напряжение стабилизатора начинает умепьщаться, а вместе с ним уменьшается и напряжение на эмиттере транзистора 1, при это.м стабилизатор напряжения переходит в режи.м ограничент1я тока. При коротком замыкании на выходе стабилизатора напряжение обратной связи стре.мится к нулю, транзистор 1 открывается и загжрает усилитель 4 отрицательной обратной связи, при этом выходное напряжение интегратора 9 у.меньщается. При снижении -выходного напряжения интегратор 9 ниже постоянного опорного диод 10 закрывается, а диод 13 открывается и ток от источника опорного напряжения удерживает транзистор 1 в открыто.м состоянии от устранения короткого замыкания. Устаиовление на выходе устройства номинального напряжения после устранения короткого замыкания происходит без дополнительного запускающего сигнала. Формула изобретения 1.И.мпульсиый стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий ключ П1 и рот н о-и м п ул ьс н ы и м одул я то р, соединенный выходом с управляющи.м входо.м регулирующего ключа, L-C-D фильтр, включенный на выходе, усилитель обратной связи, соединенный выходом с входо.м ujHp-oTHOим ульсного .модулятора, а входом -- с выходным выводом, и узел защиты, состоящий из транзистора и делителя напряжения, включенного .между выxoд Пзl.-l В15шодом и общей щиной, а выход делителя напряжения через резистор соединен с эмиттером транзистора узла защиты, кол,;1ектор которого соединен с зхо.1ом щиротно-импульсного модулятора, а база - с источнико.м опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения защиты от перегрузки по току, в узел защиты введены интегратор и разделительнь е диоды, через которые вы.ход интегратора и источник опорного напряжения подключен к базе транзистора, причем вход интегратора соедине. с выходом щиротно-имиульсного модулятора. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надеж} ости срабатывания защиты, в узел защиты введены дополнительные делитель напряжения.

и диоды, через один из коооторых вход интегратора соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, а через другой диод со средней точкой делителя напряжения, подключенного к источнику опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

416679, кл. G 05 F 1/56, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР

320807, кл. G 05 F 1/10, 1970.