Стабилизатор напряжения С.В.Корзевича Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С. В. КОРЗЕВИЧА

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах радиотехнической анпаратуры и средств автоматики.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, усилитель обратной связн и запускающий генератор 1.

Недостатком этого стабилизатора является ненадежный запуск в случае больщих выходных емкостей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизатор напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, включенный в одну из силовых щин эмиттером к входному выводу, усилитель обратной связи, выходом соединенный с базой регулирующего транзистора, делитель выходного напряжения и источник опорного напряжения на стабилитроне и ограничительном резисторе, выходы которых соединены с входом усилителя обратной связи, а одни из входных выводов источника опорного напряжения и делителя подключены к общей шине, пусковую параллельную RC-цепь,

подключенную одним свонм выводом через пусковой диод к другим входным выводам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения 2.

Недостатками известного стабилизатора 5 являются невозможность обеспечения необходимых параметров нмпульсов вследствие их высокой скважности и нечеткий порог срабатывания защиты.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты.

О Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения введен оптрон и генератор пуска на несимметричном мультивибраторе с транзисторами разного типа проводимости, причем светодиод оптрона - одним электродом подключен к выходному выводу, а другим через разделительный диод - к точке соединения пускового диода с одним из входных выводов делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, а фотодиод оптрона подключен

20 одним электродом к общей шине, а другим - к конденсатору времязадающей цепи генератора пуска, выходной вывод которого подключен к другому выводу пусковой параллельной RC-цепи, питающий вывод генератора пуска подключен к входной шине стабилизатора. Кроме того, параллельно выходу генератора пуска подключена цепь индикации перегрузки стабилизатора на светодиоде и ограничительном резисторе. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения. Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, база которого соединена с выходом усилителя обратной связи на транзистор 2, делитель выходного напряжения на резисторах 3 и 4, источник опорного напряжения на стабилитроне 5 и ограничительном резисторе 6, пусковую параллельную RC-цепь на резисторе 7 и конденсаторе 8, пусковой диод 9, оптрон 10 на светодиоде и фотодиоде, разделительный диод 11, генератор 12 пуска на несимметричном мультивибраторе на транзисторах 13 и 14 различной проводимости с ограничительным резистором 15, времязадающей цепью на резисторах 16 и 17, конденсаторе 18 и нагрузочном резисторе 19, цепь 20 индикации перегрузки стабилизатора на светодиоде 21 и ограничительном резисторе 22, термостабилизирующий резистор 23 регулирующего транзистора 1, выходной конденсатор 24 стабилизатора. Транзисторы 1 и 2 стабилизатора кремниевые или германиевые, обычно кремниевые. Один из тразисторов 1 и 2 может быть составным или оба составные. Резисторы 3 и 4 делителя выходного напряжения вместе с источником опорного напряжения на стабилитроне 5 и резисторе 6 образуют традиционную схему сравнения. Пусковая параллельная RC-цепь на резнеторе 7 и конденсаторе 8 выбрана так, чтобы пропускать сигнал достаточной мощности от генератора 12 пуска на вход усилителя обратной связи стабилитрона. В случае большой выходной емкости конденсатора 24 емкость конденсатора 8 может достигать 2- от выходной. При этом обеспечивается надежный запуск при минимальном входном напряжении стабилитрона. Величина резистора 7 выбирается такой, чтобы обеспечивался надежный запуск при максимальном входном напряжении без конденсатора 8. В этом случае емкость конденсатора 8 минимальна. Пусковой диод 9 кремниевый или германиевый, лучше всего импульсный и с малой емкостью перехода. Оптрои 10 выбирается из условия обеспечения достаточного тока через светодиод, а также из расчета достаточного обратного напряжения фотодиода. Разделительный диод 11 импульсный с малой емкостью перехода и рассчитан на обратное напряжение не ниже входного, может быть кремниевым или германиевым. Генератор 12 пуска формирует импульсы с частотой 0,2- 1 Гц и скважностью, равной 2-3. Такой выбор параметров импульсов наиболее благоприятен при запуске стабилитрона на больщую выходную емкость. В случае перегрузки на выходе регулирующий транзистор работает в более легком режиме, чем номинальный. Транзисторы 13 и 14 генератора 12 пуска должны иметь малый обратный ток и достаточный коэффициент усиления по току. Резистор 15 ограничивает ток коллектора транзистора 14 генератора 12 пуска. Резисторы 16 и 17 времязадающей цепи и конденсатор 18 формируют пусковые импульсы необходимой частоты и длительности вместе с нагрузочным резистором 19 генератора 12 пуска. Цепь 20 индикации перегрузки стабилизатора преобразует электрические колебания генератора 12 пуска в светодиоде. Режим светодиода 21 по току обеспечивается ограничительным резистором 22. Термостабилизирующий резистор 23 исключает самооткрывание регулирующего транзистора 1 при высокой температуре окружающей среды и больших токах нагрузки стабилизатора. Выходной конденсатор 24 необходим в случае работы стабилизатора на широкополосную нагрузку при невысоком качестве транзисторов стабилизатора. Стабилизатор работает следующим образом. При включении стабилизатора генератор 12 пуска формирует на нагрузочном резисторе 18 релаксационный сигнал автоколебаний несимметричного мультивибратора, собранного на транзисторах 13 и 14 различной проводимости. Этот сигнал поступает через пусковую параллельную RCцепь на резисторе 7 и конденсаторе 8 и пусковой диод 9 на вход делителя выходного напряжения на резисторах 3 и 4 и источника опорного напряжения на стабилитроне 5 и ограничительном резисторе 6. Это вызывает открывание регулирующего транзистора 1 и появление на выходе стабилитрона номинального напряжения, после чего открывается разделительный диод 11 и через светодиод от оптрона 10 протекает ток. Фотодиод оптрона 10 уменьшает свое сопротивление вследствие оптической связи между диодами оптрона, в результате чего происходит срыв релаксационных автоколебаний генератора 12 пуска и закрывание его транзисторов 13 и 14. Это вызывает в свою очередь надежное закрывание пускового диода 9. Теперь регулирующий транзистор 1 получает сигнал управления только с выхода стабилизатора, т. е. происходит режим линейного регулирования стабилизатора. В случае перегрузки на выходе транзистор 2 усилителя обратной связи и связанный с ним регулирующий транзистор 1 стабилизатора закрываются под действием запирающего сигнала с ограничительного резистора 6 стабилизатора. Оптическая связь

в оптроне 10 при этом отсутствует. Однако в этом случае отпирается пусковой диод 9, так как генератор 12 пуска переходит в автоколебательный режим, а конденсатор 8 пусковой параллельной RC-цепи к этому времени полностью разряжается через резистор 7. Происходит пуск стабилизатора. Если перегрузка на выходе не снята, то стабилизатор переходит в режиме самоотключения, так как ток, достигнув значения, заданного ограничительным резистором б источника опорного напряжения, запирает стабилизатор. После снятия перегрузки стабилизатор автоматически возвращается в рабочий режим, так как генератор 12 пуска может отключиться лишь в случае достижения выходного напряжения, равного номинальному. Такой сигнал формирует светодиод оптрона 10, после чего происходит срыв автоколебаний генератора 12 пуска и стабилизатор переходит в рабочий режим.

Как уже упоминалось выше, в случае перегрузки генератор 12 пуска переходит в р,ежим автоколебаний. В этом случае цепь 20 индикации перегрузки стабилизатора проводит ток. Этот ток проходит через светодиод 21, которь.й создает мигающий световой сигнал о перегрузке стабилизатора.

Применение генератора пуска в виде несимметричного мультивибратора на транзисторах и оптрона позволяет в стабилизаторе простыми средствами осуществить надежный автоматический запуск с автоматическим возвратом стабилизатора в режим линейного регулирования при снятии перегрузки на выходе. Работа регулирующего транзистора в режиме перегрузки при этом облегчена за счет возможности выбора оптимальных параметров пускового импульса.

Формула изобретения

. Стабилизатор напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, включенный в одну из силовых шин эмиттером к входному выводу, усилитель обратной связи, выходом соединенный с базой регулирующего транзистора, делитель выходного напряжения и источник опорного напряжения на стабилитроне и ограничительном резисторе, выходы которых соединены с входом усилителя обратной связи, а одни из выводов источника опорного напряжения и делителя подключены к общей шине, пусковую параллельную RC-цепь,

0 подключенную одним своим выводом через пусковой диод к другим входным выводам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в него введен оптрон и генератор пуска на несимметричном мультивибраторе с транзисторами разного типа проводимости, причем светодиод оптрона одним электродом подключен к выходному выводу, а другим через разделительный диод - к точке со0единения пускового диода с одним из входных выводов делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, фотодиод оптрона подключен одним электродом к общей шине, а другим - к конденсатору времязадающей цепи, генератора пуска, выходной вывод которого подключен к другому выводу пусковой параллельной RC-цепи, питающий вывод генератора пуска подключен к входной щи не стабилизатора. 2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся

0 тем, что параллельно выходу генератора пуска подключена цепь индикации перегрузки стабилизатора на светодиоде и ограничительном резисторе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 546867, кл. G 05 F 1/56, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 584300, кл. G 05 F 1/58, 1975.