Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено использования в системах электропитания устройств автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий параллельно включенные на общую нагрузку стабилизаторы с последовательными регулирующими транзисторами и органами обратной связи flj.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизированный источник постоянного напряжения ,. содержащий включенные параллельно на общие выходные выводы основной и резервный стабилизаторы постоянного напряжения, каждый из которых состоит из составного регулирующего элемента на силовом и соглаС5пощем траэнсторах, управлятпшя цепь которого подключена к выходу общего для обоих стабилизаторов измерительно-усилительного блока, подключенного к выходным выводам Г2.

Указанные стабилизированные источники чувствительньт к токовым iepeгрузкам и даже кратковременным коротким замыканиям на выходе, так как при этом развивают недопустимо большой ток в цепях регулирующих транзисторов основного и резервного стабилизаторов, что снижает их надежность. А использование в каждом стабилизаторе известных устройств токовой защиты приводит к усложнению источника.

Цель изобретения - повышение надежности стабилизированно1о источника путем ограничения тока перегрузки, и короткого замыкания и одновременно упрощение источника за счет использования общего для обоих стабилизлторов элемента, выполняющего несколько функций.

Поставленная цель достигает-ся тем, что в стабилизированный источник постоянного напряжения впеде пбащн 3 для обоих стабилизаторов токоограничирающий трехполюсник, два полюса ко торого подключены к выходным выводам источника, а третий полюс является общей точкой коллекторного питания согласующих транзисторов, причем сил вые транзисторы регулирующих элементов обоих стабилизаторов подключены коллекторами одному общему выходно му выводу источника, При таком схемном построении исгочника указанный токоограничивающий трехполюсник выполняет в обоих стабилизаторах две функции: питание кол лекторных цепей согласующих транзисторов и ограничение тока базы, а сле довательно и тока коллектора регулирующих транзисторов в режиме перегрузки и короткого замыкания на выходе источника. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизированного источника постоянного напряжения . Источник содержит два транзисторных стабилизатора напряжения. Основной стабилизатор состоит из регулиру щего элемента на силовом 1 и согласующем 2 транзисторах. Резервный ста билизатор, как и основной, содержит регулирующий элемент на силовом 3 и согласующем 4 транзисторах. Базовые цепи согласуклцих транзисторов 2 и 4 подключены к выходам общего для обоих стабилизаторов измерительно-усилительного блока 5, подключенного к выходным выводам 6 и 7 стабилизированного источника. Источник содержит общий для обоих стабилизаторов токоограничивающий трехполюсник 8. Полюсы 9 и 10 трехполюсника подключены к выходным выводам источника, а полюс 11 является общей точкой коллекторного питания согласующих транзисторов 2 и 4. Трехполюсник может быть выполнен на основе известных схем транзисторных стабилизаторов тока, содержащих, к примеру, регулирующий транзистор и цепь обратной-связи, со стоящую из резистора в цепи эмиттера и стабилитрона, подключенного к базе При этом коллектор будет являться по люсом 11. Простейшим вариантом трехполюсника является резистивный делитель напряжения, подключенный к полюсам 9 и 10, средняя точка которого образует полюс 11. Силовые транзисто ры 1 и 3 подключены коллекторами к одному общему выводу 6 источника, чт 4 позволяет разместить их на общем теплоотводе без использования дополнительных изолирующих элементов. К выходу источника подключена нагрузка 12. Стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом. В нормальном, без перегрузки, режиме работы и наличии напряжений V-f и 2 3 входах соответственно основного и резервного стабилизаторов ток в нагрузку 12 поступает через силовой транзистор 1 основного стабилизатора, при этом измерительно-усилительный блок 5 удерживает силовой транзистор 3 и согласующий транзистор 4 резервного стабилизатора в закрытом состоянии. В этом случае трехполюсник 8 через полюс 11 осуществляет питание коллекторной цепи согласующего транзистора 2 и базовой цепи силового транзистора 1. При отсутствии напряжения V ток в нагрузку 12 поступает от резервного стабилизатора. При этом ток трехполюсника 8 через полюс I1 поступает в коллекторную цепь согласующего транзистора 4 и базовую цепь силового транзистора 3 резервного стабилизатора. В режиме тсжовой перегрузки источника при наличии напряжений Vjj и Vg. возрастают коллекторные токи силового транзистора 1 и согласующего транзистора 2. При этом трехполюсник 8 ограничивает коллекторный ток согласующего транзистора 2 на заданном уровне, в результате чего выходное напряжение основного стабилизатора начинает снижаться. В это измерительно-усилительный блок 5, увеличивая базовый ток согласующего транзистора 2, вводит его в насыщение. С этого момента базовый ток силового транзистора 1 ограничивается на уровне, заданном трехполюсником 8. При дальнейщем увеличении нагрузки источника (уменьшении сопротивления нагрузки 12) выходное напряжение основного стабилизатора продолжает снижаться, при этом измерительно-усилительный блок 5 переводит согласующий транзистор 4 и силовой транзистор 3 в открытое состояние и ток полюса 1I трехполюсника начинает распределяться по двум цепям: в базу силового транзистора 1 основного стабилизатора и в базу силового транзистора 3 резервного. Это приводит к тому, что огра58ничейный на заданном уровне ток перегрузки распределяется между основным н резервным стабилизаторами. Аналогичным образом источник работает при коротком замыкании на его выходе. Ограничение и распределение тока перегрузки между основным и резервным стабилизаторами позволяет увеличить допустимое время перегрузки силовых. транзисторов (регулирующих элементов) повысить надежность источника. Исполь зование общего для обоих стабилизаторов токоограничивакяцего трехполюсника, который в нормальном режиме работы яв ляется источником коллекторного питания согласующих транзисторов, а в.режиме перегрузки обеспечивает токоограничение, упрощает схему стабилизированного источника, так как исключается необходимость дополнительных быс родействующих средств-, защиты. Формула изобретения Стабилизированный источник постоян ного напряжения, содержащий включенные параллельно на общие выходные вы46воды основной и резервный стабилизаторы постоянного напряжения, каждый из которых состоит из составного регулирующего элемента насиловом и согласующем транзисторах, управляющая цепь которого подключена к выходу общего для обоих стабилизаторов измерительно-усилительного блока, подключенного к выходным выводам, отличающийся тем, что с целью повышения надежности стабилизированного источника и его упрощения, в него введен общий для обоих стабилизаторов токоограничивающий трехполюсник, два полюса которого подключены к выходным выводам источника, а третий полюс является общей точкой коллекторного питания согласующих транзисторов, причем силовые транзисторы регулирующих элементов обоих стабилизаторов подключены коллекторами к одному общему выходному выводу источника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 377751, кл. G 05 F 1/56, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 559230, кл. G 05 F 1/56, 1975.

V,

Vn