Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(5А) ЮШУЛЬСЕЛЙ СТАБШШЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в радиотехнических устройствах, в частности в источниках вторич ного электропитания. Известен импульсный стабилизатор напряжения с защитой, в котором датчиком тока является резистор, а защи та от короткого замыкания обеспечивается с помощью цепочки из резистор и стабилитрона f. Наиболее близким по технической сущности к изобретениюявляется импульсный стабилизатор постоянного на пряжения, содержащий последователь№1й регулирующий элемент, блок управ ления, выходом соедннен1Я 1Й с управляю щим входом регулирующего элемента, LCD-фильтр, включенный между регулирзпощим элементом и выходным выводом, и узел защиты 2}. Недостатком известного стабилизатора Является то, что в момент его включения выходной конденсатор разряжен и SB начальньпЧ момент за1 1кает цепь накоротко. Так как напряжение стабилизации стабилитрона по величине меньше входного напряжения, то при включении импульсного стабилизатора наблюдается его ненадежная работа. Стабилитрон может пробиться, тогда регулиру1ощийтранзистор закрывается, в результате чего напряжение,на выходе отсутствует. Входное напряжение может изменяться в пределах -15 - 10% от номинального значения. Серийно выпускаемые стабилитроны имеют разброс напряжений стабнлизации I5% от номинального значення напряжения стабилизации. Широко распространенным случаемявляется соотношение Vx - выходное напряжение стабилизатора; входное напряжение стабилизатора. 38 При этом необходимо применять стабилитроны, удовлетворяющие следутшцим условиям cтмин 8X мелке СТМОНС ВХ ЛАНМ где напряжение стабилизации стабилитрона . Условие для выбора стабилитрона по максимальному напряжению выражается неравенством О.вивхмокс CTMCIKC O JBX ллакс При других соотношениях между И„. и ограничение для выбора стабилитрона изменяется -по величине, но сохра няется по относительным пределам. Наличие такого ограничения создает технологические неудобства при выборе .ста илитрона и также является недостатком указанного стабилизатора. Цель изобретения - устранение зависимости порога срабатывания защиты От соотношения между входным и выходным напряжениями с одновременным повы шением быстродействия зациты. Поставленная цель достигается тем что в импульсном стабилизаторе посто янного напряжения в узел защиты введен пороговый элемент, выполненный н транзисторе с резисторами в цепях ег электродов и подключенный эмиттери 1м резистором к общей шине, базовым резистором - к выходному выводу, а кол лекторш 1м резистором - к управляющему входу регулирующего элемента и од ному из выводов дополнительно введен ного резистивного делителя, другой вывод которого соединен с общей шиной, а одно из готеч указанного делителя зашунтировано введениям конденсатором. На чертеже- представлена функциональная схема предлагаемого стабилизатора. Импульсный стабилизатор напряжения содержит последовательный транзисторный регулирующий элемент 1, коллектор которого соединен с LCDфильтром 2, а база - с выходом блока 3 управления. Эмиттер транзисторного элемента 1 соединен со входным выводом стабилизатора. Пороговый эле мент состоит из транзистора 4, в цепях электродов которого включены резисторы 5, 6 и 7, при этом резистор 5 соединен с общей щиной, резис тор 6 - с выходным выводом стабилизатора, а резистор 7 - с управляющим входом регулирующего элемента - базой транзисторного элемента 1 и с одним из выводов резистивного делителя, состоящего из резисторов 8 и 9, причем резистор 9 соединен с общей шиной и зашунтирован конденсатором 10. Импульсный стабилизатор работает следующим образом. При подключении к источнику входного напряжения открывается транзисторньм элемент 1 , напряжение на выходе начинает увеличиваться. До тех пор, пока напряжение на выходе не достигает установленного уровня, питание базы транзисторного элемента 1 осуществляется от источника входного напряжения через резистор 8 и конденсатор 10. Когда вьгкодное напряжение достигает установленного уровня, транзистор 4 открыт и насыщен, и питание базы транзисторного элемента 1 осуществляется через резисторы 5 и 7 и транзистор 4. В это время заканчивается заряд конденсатора 10. Когда выходное напряжение превьщ1ает установленный уровень, блок 3 управления вьфабатывает сигнал, который переводит транзисторный элемент 1 в состояние отсечки. Выходное напряжение начинает снижаться до установленного уровня. Когда же выходное напряжение ниже установленного уровня, тогда блок 3 управления вырабатывает сигнал, который переводит транзисторный элемент I в состояние насыщения. Выходное напряжение начинает увеличиваться до установленного уровня. Таким образом, осуществляется стабилизация выходного напряжения. При коротком заьыкании нагрузки напряжение на выходе резко уменьшается и когда оно снижается до величины потенциала запирания транзистора 4, последний переходит в режим отсечки, в результате обесточивается база регулирующего транзисторного элемента 1 и последний переходит в состояние отсечки. Стабилизатор находится в таком состоянии и после устранения короткого за й 1кания: нагрузки. Для того, чтобы стабилизатор выполнялсвои функции, надо отключить входное напряжение для разряда конденсатора 10 через резистор 9. Причем, если короткое за а 1кание не устранено, стабилизатор не включается даже при повторном подключении входного напряжения . Быстродействие схемы защиты от ко роткого замыкания, в основном, определяется временем рассасывания неосновных носителей электрического заря да в базе транзистора 4, которое-име ет величину от нескольких микросекун до долей микросекунды. Использование предлагаемого стабилизатора позволяет повысить быстро действие защиты, устраняя ограничения, накладываемые на элементы в схе ме защиты. Формула изобретения №1пульсный стабилизатор постоянно го напряжения, содержащий последовательный регулирующий элемент, блок управления, выходом соединенный с управляющим входом регулирующего элемента, LCD-фильтр, включенный между регулирующим элементом и выходным выводом, и узел защитыj отличающийся тем, что, t: целью устранения зависимости порога срабатывания защиты от соотношения между входными и выходными напряжениями с одновременным повышением быстродействия защиты, в узел защиты введен пороговый элемент, выполненный на транзисторе с резисторами в цепях его электродов и подключенный эмиттерным резистором к общей щине, базовым резистором - к выходному выводу, а коллектЬ- ным резистором - к управлякяцему входу регу лирующего элемента и одному из выводов введенного резистивного делителя , другой вывод которого соединен с общей шиной, а одно из плеч указанного делителя зашунтировано введенным конденсатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 373713, кл. G 05 F 1/58, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 334563, кл. G 05 F 1/58, 1971.