Стабилизатор постоянного напряжения с самозащитой от перегрузок Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания. Известен стабилизатор постоянного напряжения с самозащитой, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляюща цепь которого подключена к выходу измерительно-усилительного узла, входами подключенного к выходным выводам стабилизатора, и резистор, включенный межд выходом и управляющей регулирующего элемента i. Наиболее близким к преалагаемому яв ляется стабилизатор постоянного напряжения с самозащитой от п егрузок, содержащий последовательный регулирующий транзистор с щунтом, между выходом и управляющей цепью которого включен резистор обратной связи, и измерительноусилительный узел, входами подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выводом - к управляющей цепи регулиру ющего транзистора. При достаточной простоте этот стабилизатор обладает большим коэффициентом стабилизации малым выходным сопротивлением и низким уровнем пульсаний на выходе 2. Однако из-за низкой чувствительности каскада самозащиты известный стабилизатор обладает плохой нагрузочной характеристикой: перед включением самозащиты на регул1фующем транзистс е вьщеляется мощность, знач1ггельно превышающая номинальную. Цель изобретения - повышение чувствительности каскада самозащиты. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения с самозащитой от перегрузок введены стабилитрон, дополнительный резистор, конденсатор и полевой транзистор, причем последовательно с резистором обратной связи включен стабилитрон и дополкитель- ный резистор, зашунтированный конденсатором, а к управляющей цепи подключен выход полевого транзистора, вход которого включен параллельио конденсатору и дополнительному резистору. На черетеже представлена принципиальная электричес ая схема предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения с самозащитой от перегрузок. Стабилизатор содержит последовательный регулирующий транзистор .1 с шунтом 2, управляющую цепь, состоящую из транзистора 3 и резисторов 4 и 5 , резисторы 6 и 7, стабилитрон .8, измерительноусилительный узел 9, полевой транзистор 1О, конденсатор Ни нагрузку 12. Измерительно-усилительный узел 9 состоиг из опорногостабилитрона 13, потенциометра 14, ограничительного резистора 15, дифференциального усилителя на транзисторах 16 и 17 и резисторах 18 и 19 и усилителе на транзисторе 20. Транзисторы 1 и 3 включены по схеме, образующей элемент с S -образной вольтамперной характерист КОЙ. Стабилизатор работает следующим образом. При нормальной работе стабилизатора регул1фующий транзистор 1 и транзистор 3 находятся в линейном режиме и выходное напряжение стабилизатора автоматически поддерживается постоянным. Резист ры 6 и 7 и стабилитрон 8 задают ток в базу транзистора 3, который определяет предельный ток нагрузки, при котором ащ сохраняется линейный режим работы тра зисторов 1 и 3. При пергрузке, т.е. после превышения предельного тока в нагрузке 12, транзис тор 2О перестает влиять на ток базы тра зистора 3, начинает расти напряжение на переходе «коллектор-эмиттер транзистора 1 Это приводит к уменьшению тока через стабилитрон 8 и при некотором его значении сопротивление стабилитрона 8 резко возрастает, прекращая ток в базу тра зистора 3, и элемент с S - образной воль амперной характеристикой скаЧком перехо дит в закрытое устойчивое состояние, а трШ1зистор 1 закрывается. Полевой транзистор 10 не оказывает влияния на режим стабилизации и процесс скачкообразного закрывания транзисторов .1 и 3 так, как он закрыт в это время, напряжением на конденсаторе Ц, которое сохраняется несколько дольще, чем длит::я переходный процесс. После закрывания транзистра 1 величина напряжения на выходе стабилизатора определяется сопроти лением шунта 2 и нагрузки 12. После разряда конденсатора 11 полевой транистор 10 открывается. При увеличении опротивления нагрузки 12 до номинальноо значения (устранение нагрузки) ток чеез открытый полевой транзистор 1О и азу транзистора 3 увеличивается, вызыая скачкообразный переход транзисторов 1 и 3 в открытое состояние, коненсатора 11 и последующее закрытие олевого транзистора Ю. Таким образом, восстанавливается режим стабилизации. Резистор 7 ограничивает прямой ток через стабилитрон 8 во время переходного процесса. Наличие дкода с резко выраженными нелинейными свойствами в цепи обратной связи элемента с S -образной вольт-амперной характеристикой-:обеспечивает снижение порога срабатывания самозащиты при пергрузке. Включение полевого транзистора в эту цепь обеспечивает четкое возвращение стабилизатора в линейный режим после снятия перегрузки без отключения питания. За счет повьвиения чувствительности каскада самозащиты улучшается нагрузочная характеристика предлагаемого стабилизатора. Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения с самозащитой от перегрузок, содержащий последовательный регулирующий транзистор с шунтом, между выходом и управляющей цепью которого включен резистор обратной связи, и измерительно-усилительный узел, входами подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выходом-к управляющей цепи регулирующего транзистора,о тличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности каскада самозащиты, в него введены стабилитрон, дополнительный резистор, конденсатор и полевоЯ транзистор, причем последовательно с резистором обратной связи включен стабилитрон: дополнительный резистор, зашунтированный конденсатором, а к управляющей цепи подключен выход полевого транзистора, вход ко,торого включен параллельно конденсатору и дополнительному резистору Источники информации, принятые во внимание при экспертизе s 1. ABjpopCKoe свидетельство СССР № 63О624, кл. G05 F 1/58, 1978. 2. Пенив Г. П Транзисторные усилители, генераторы и стабилизаторы М., Энергия, 1978, с. 46, рис.4О,41.