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

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

.1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках питания различных радиоэлектронных устройств.

Известно последовательное соединение стабилизаторов постоянного напряжения без защиты от перегрузок по току для получения более высоких напряжений или для питания нагрузок (радаоэлектронных устройств), требующих положительного и отрицательного питающего напряжения 1.

Недостатком таких стабилизаторов является низкая надежность из-за отсутствия защиты от перегрузок по току.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузок по току, содержа щий регулирующий составной транзистор, состоящий из силового и согласующего транзисторов одного типа проводимости, включенный последовательно в одну из щин стабилизатора, блок управления, выход которого соединен с базой согласующего транзистора, 8кл|Ьченный параллельно выходным выво дам в обратном направлении и блок защиты от перегрузок по току, состоящий из резистивного даттака тока, включенного между эмиттером силсжого транзисторт и выходным выводом стабилизатора, резистивното делителя напряжения, включенного между базой силового транзистора и общей шиной, и защитного транзистора, база которого подключена к средней точке указанного делителя, а коллектор соединен с базой согласую10щего транзистора 2.

Недостатком таких стабилизаторов постоянного напряжения с защитой от перегрузок по току является невозможность их последовательного соедш1ения,так как в момент

ts включения один из стабилизаторов закрывается и не выЯодит на режим.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности последовательного соеди20нения стабилизаторов постоянного напряжения с защитой от перегрузок по току.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения с

защитой от перегрузок в блок защиты введены два транзистора, даод, резисторы, конденсатор и стабилитрон, причем коллектор первого транзистора такого же типа проводимости, как и защитный транзистор, соединен с эмиттером защитного транзистора и анодом диода, катод которого и эмиттер первого транзистора подключены к выходному выводу стабилизатора, база соединена с коллектором второго транзистора с типом проводимости, обратным типу проводимости защитного транзистора, эмиттер и база которого соответстаенно через первый и второй резисторы подключены к коллектору регулирующего составного транзистрра и к выходному выводу, причем второй резистор, щунтированный коденсатором, соединен с общей ишной, через включенные последовательно третий резистор и ста&сяитрон.

На чертеже приведена схема стабилизатора напряжения с защитой от перегрузок по току для случая последовательного соединения.

Стабилизаторы 1 и 2 соединены последовательно и питают общую нагрузку 3. Каждый из стабилизаторов содержит регулирующий транзистор, состоящий из силового 4 и согласующего 5 траяэасторов, соединенных по схеме составного транжстора, полупроводниковый диод б, включенный на выход стабилизатора в обратном направлении, резистивный датчик 7 тока перегрузки, включенный между эмиттером peгyли oщeгo транзистора и выходом стабилизатора, делитель напряжения на резисторах 8 и 9, включенный между базой силового трм зистора 4 и общей шиной стабилизатс, заиипный транзистор 10, база которото подключена к средней точке делителя, а колжктор соеданен с базой согласующего транзистора, два дополнительных транзистрра П и 12, пертый из которых включен последовательно с защитным тртнзистором и защунтироваи полупроводниковым диодом 13, коллектор первого транзистора и а{юд диода соединены с эмиттером защитного транзистора, эмиттер первого транзистора и катод даода подклю чены к выходу стабилизатора, а база его соешшена с коллектором второго транзистора, змипер которого через ремстор 14 подключен ко входу стабилизатора, а база - к общей точке двух резисторов 15 и 16, из которых защунтирован конденсатором 17 и подкл10 1ен ко входу стабилизатора, а второй соедашен с катодом стабилитрона 18, анод которшо соединен с о&цей щиной ста&ишзатора, а также блок 19 управления.

Работа стабилизатора напряжения с защито от перегрузок по току при последовательном соединении происходит следующим образом.

Если, например, входное питающее напряжение Vg, включается раньще входного питающего напряжения Увхг , то напряжение , на выходе стабилизатора 1 появляется раньще напряжения Увыж выходе стабилизатора 2, при этом через обратный диод 6 стабнлизатора 2 и общую нагрузку 3 начинает протекать ток, который открьтает диод 6 и создает на выходе стабилизатора

2 искусственное короткое замыкание.

До тех пор, пока напряжение zi не достигнет величины напряжения пробоя стабилитрона 18, ток вдрез резисторы 15 и 16 не протекает, поэтому транзисторы 12 и 11

5 закрыты, а эмиттер защитного транзистора |lO подключен к выходу стабилизатора через диоД 13, это п|Н1Водит к увеличению остаточного тока стабилизатора,2 в режиме короткого замьпсания на величину где Уа -

Q напряжение на диоде 13, R. - сопротивление резистора 7. Резистор 7 выбран таким образом, что остаточный ток стабилизатора в режиме короткого замыкания в момент включения входного напряжения 2 больще

5 тока, протекающего через обратный диод 6, это приводит к его закрыванию, устранению короткого замыкания на выходе стабилизатора 2 и нарастаюсю выходного напряжения Вых2 своей номинальной величины. После

увеличения входаого напряжения Увх2 выще напряжения пробоя стабилитрона 18, он начинает проводить, вк;1ючается транзистор 12 и со входа стабилизатора через резистор 14 задается ток в базу транзистора И, который входит в насыщение и щунтирует диод 13, соедашяя эмиттер защитного транзистора 10 с выходом стабилизатора.

Таким образом, стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузок по току, соединенные последсжателъно, выходят на номинальный релгам работы независимо от последовательности шслючения входных питающих напряжешга.

Если скорость нарастания входных питающих напряжения после момента включения очень высокая, то в схеме происходит дополнительная задержка вклюодния 1ранзисторов 12 и И с помощью конденсатора . 17 на время, необходимое для установления номинальноуо значения напряжения на выходе стабихгазатора.

При ксфотком замыкании нагрузки в процессе работы в стабилизаторах напряжения, соединенных последовательно, устанавливается остаточньш ток на порядок меньще номинального тока нагрузки, и мощность, рассеиваемая на регулирующих элементах стабилизаторов, уменьшается в несколько раз по сравнению с мощностью, рассеиваемой или при иоминальной нагрузке, поэтому в таком режиме стабилизаторы могут работать продолжительное время. По сравнению с известным, предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения с заищтой от перегрузок по току имеет более широкую область применения, так как может использоваться не только в источниках питания с однополярным выходом, но и позволяет также осуществлять последовательное соединение для получения более высо кнх напряжений или для питания нагрузок, требующих одновременно положительного и отрицательного питающего напряжения. Использование предлагаемого изобретения особенно эффективно в интегральных стабилизаторах напряжения, которые не допускают значительных перегрузок по току и рассеиваемой мощности. Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий составной тр из стор состоящий из силового и согласующего транзисторов одного типа проводимости, включенный последовательно в силовую шй|ну, блок управления, выход которого соединен с баз«ж согласукнцего транзистора, полупроводниковый диод, включенный параллельно выходным вьтодам в обратном направлении, и блок заишты от перегрузок по току, состоящий из ремстнвното датчика , включенного люжду эмиттером силового тран зистора и выходным выводаял, резистивисво 56 делителя напряжения, включенного между базой силового транзистора и общей щиной, и защитного транзистора, база которого подключена к средней точке указанного делителя, а коллектор соединен с базой согласующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью расишрения функциональных возможностей, в блок защиты введены даа транзистора, диод, резисторы, конденсатор и стабилитрон, причем коллектор первого транзистора такого же типа проводимости, как и защитный транзистор, соединен с змиттером защитного транзистора и анодом даода, катод которого и змиттер первого транзистора подключены к выходному выводу ста Елизатора, база соединена с коллектором второго транзистс с типом проводимости, обратным типу проводимости защитного транзистора, эмиттер к база которого соответственно через первый и второй резисторы подключены к коллектору регулирующего составного транзистора и к входному выводу, пртгюм второй резистор, щунтированный конденсатором, соещшеи с общей цшнсж через включенные последовательно третий резистор и стабилитрон. Источювси информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сб. Полупр №одншсовые приборы в технике электросвязи, изд. Свям,, 1971, вып. 8, с. 48-50, рис. 6. 2.Сб. Вопросы радаоэлектронйки. Серия общетехппческая, 1976, вьш. 11, с. 175, рис. 1 е.