Стабилизатор постоянного напряжения с защитой Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩТОЙ

I

Стабилизатор относится к электротехнике и служит для защиты электрических цепей от перегрузок по току и перенапряжений, в частности может быть использован для защиты стабилизаторов напряжения.

По основнрму авт. св. № 716034, описан стабилизатор постоянного на пряжения с зааштой, содержапщй последовательно включенньп в силовую шину регулирующий транзистор , база которого подключена к коллектдру транзистора усилителя постоянного тока и к коллектору защитного транзистора, эмиттер которого подключен к выходному выводу, а база - к одному из выводов ограничительного резистора, эмиттер транзистора усийителя постоянного тока подключен к аноду стабилизатора, катод которого подключен к общей шине, кроме того, стабилизатор содержит резистор, конденсатор, диод и двухпозиционный выключатель, причем рл1як вывод резистора подключен к аноду стабилитрона, а другой вывод - к . другому выводу ограничительного резистора, общая точка указанных резисторов соединена с одной обкладкой конденсатора, другая обкладка которого подключена к общей вшне, и с анодом диода, катод которого подключен к коллектору регулирую10 щего транзистора, с которым соединен общий вьгаод двухпозици нногр выключателя, один вывод которого соединен с минусовыми полюсом, а другой - с общей шиной {1}.

IS

Недостаток известного стабилизатора состоит в том, что в момент подачи питания на него защита отключена некоторое время и в случае

к.з. на выходе стабилизатора в этот момент ток через регулирующий транзистор может достигнуть недопустимо большой величины.

Цель изобретения - повьшение надежности путем ограничения пускового тока стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения-с защитой введены фотодиод, полупроводниковый датчик тока, дополнительные резисторы и диод, причем последовательно соединенные фотодиод и дополнительный резистор включены между эмиттером регулирующего транзистора и базой защитного транзистора, дополнительный диод включен между конденсатором и общей щиной, а к точке сЬединения дополнительного диода и конденсатора подключен вход полупроводникового датчика тока, выход которого подключен к коллектору регулирующего транзистора

Кроме того, полупроводниковый датчик тока выполнен на транзисторе, резисторе и свётодиоде, причем база-эмиттерный переход транзистора включен параллельно-встречно дополнительному диоду, -а светодиод включен последовательно с резистором между коллектором транзистора и коллектором регулирующего транзистора.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения с защитой.

Стабилизатор,содержит защитный транзистор 1, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора 2, эмиттер его - с выходным вьшодом стабилизатора напряжения, а база - с ограничительным резистором 3, между вторым выводом которого и катодом стабилитрона 4 включен резистор 5. Общая точка ограничительного резистора 3 и резистора 5 соединена с конденсатором 6 и анодом диода 7, другой вывод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора 2. Общий вывод двухпозиционного выключателя 8 соединен с коллектором регулируницего транзистора 2, другие выводы его - с входными выводами стабилизатора.Коллектор, транзистора 9 усилителя постоянного тока соединен с коллектором защитного транзистора 1, эмиттер его - с катодом стабилитрона 4, Токовый резистор 10 включен между эмиттерами защитного транзистора 1 и регулируницего транзистора 2. Последовательно соединенные фотодиод 11 и дополнительный резистор 12 включены между базой заЩИТНОГО транзистора 1 и эмиттером регулирующего транзистора 2. Дополнительный диод 13 подключен параллелно база-эмиттерному переходу транзистора 14,,эмиттер которого соединен с общей шиной, а база - с точко соединения конденсатора 6 и дополнительного диода 13, коллектор транзистора 14 соединен через последовательно соединенные светодиод 15 и резистор 16 с коллектором регулирующего транзистора 2.

Стабилизатор работает следующим образом.

До момента включения схема на1ХОДИТСЯ в обесточенном состоянии. Пле перевода двухпозиционного выключтеля 8 в положение Вкл скачкообразно устанавливается опорное напряжение на стабилитроне 4 и экспоненциально нарастает напряжение на конденсаторе 6, При этом постоянная времени заряда конденсатора 6 должна быт-ь больше, чем постоянная времени фильтра стабилизатора напряжения. Благодаря этому обеспечивается отрицательный потенциал базы защитного транзистора 1 в момент включения стабилизатора напряжения и его закрытое состояние. В -момент заряда конденсатора 6 ток заряда поступает в базу транзистора 14, что ведет к его открыванию и включению светодиода 15, который совместно с фотодиодом 11 образуют оптрон.

Таким образом, на время переходных процессов база защитного транзистора I сЬединяется с эмиттером регулирующего транзистора 2. Падение напряжения на токовом резисторе 10 при этом прикладывается к участку база-эмиттер защитного транзистора 1. Вследствие чего образуется обратная о;грицательная связь в цепи защитный транзистор 1 - регулирующий транзистор 2, которая ограничивает ток коллектора регулирующего транзистора 2 на время переходных процессов. По окончании переходных процессов схема на;ходится в рабочем состоянии.

При нормальном режиме работы вЬ1)Ц)П поэтому база защитного транзистора I находится под отрицательным потенциалом по отношению к эмиттеру, вследствие чего защитный транзистор 1 закрыт и не влияет на работу стабилизатора напряжения. Фотодиод 1 1 также закрыт, вследствие чего стабшшзатор напряжения допускает значительные динамические нагрузки.

При понижении U( за защитного транзистора 1 оказывается под положительным потенциалом по отношению к эмиттеру, вследствие чего ом открывается и шунтирует переход регулирующего транзистора 2, значительно уменьшая его ток. Дпя возврата схемы в походное состояние необходимо установить двухпозиционный выпрямитель 8 в положение Откл. При этом обесточивается схема, а конден сатор 6 быстро разряжается через дно ды 7 и 13. После установки двухпозиционного выключателя 8 в положение Вкл процесс повторяется.

Положительным эффектом предлагаемого стабилизатора является повышение надежности защиты в момент подачи питания на стабилизатор путем ограничения на время переходiftix процессов его выходного TOKd.

Формула изобретения

целью повьшения надежности, в него введены фотодиод, полупроводниковый датчик тока, дополнительные резисторы и диод, причем последовательно соединенные фотодиод и дополнительный резистор включены между эмиттером регулирующего транзистора, и i базой защитного транзистора, дополнительный диод включен между конден сатором и общей шиной, а к точке соединения дополнительного диода и конденсатора подключен вход полупроводникового датчика тока, выход которого подключен к коллектору регулирующего транзистора,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 716034, кл. G 05 F 1/58, 1978.