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

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Стабилизатор напряжения постоявного тока относится к электро. техники, в частности к источникам . питания контрольно-измерительных и автоматизированных устройств различного назначения.

Известен стабилизатор напряжения с установкой порога срабатывания защиты от перегрузок, содержащий составной регулирующий элемент, блок обратной связи, транзистор защиты, коллекторно-эмиттерный переход которого подключен к переходу база- эмиттер полного составного регулирующего транзистора, а база через резистор и диод подключена к базе вто рого транзистора регулирующего элемента и через другой резистор к дополнительному источнику питания.

При перегрузке увеличивается напряжение на переходах эмиттер-база второго и первого составного транзисторов, .транзистор защиты .отпирается, что приводит к запиранию составного регулирующего элемента 1

Недостатком такого стабилизатора напряжения яКпяется зависимость порога срабатывания защиты от величины входного напряжения. При изменениях входного напряжения изменяется напряжение на переходах эмиттер-база второго и первого составного транзисторов, поступающее на базу транзистора защиты. Значит, порог отпирания транзистора защиты зависит не только от величины тока нагрузки, но и от величины входного напряжения.

Наиболее близким техническим ре-щением к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения с регулируемсй защитой по току, содержащий регулирующий транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, согласующий транзистор, блок обратной , блок импульсного запуска и элемент защиты - тиристор, включен39ный между эмиттером регулшрующего и коллектором согласующего транзисторов , Управляющий электрод тиристора подключен к среднему выводу переменного резистора, которьй край ними выводами между базой регулирующего и коллектором согласу ющего транзисторов. При перегрузке увеличивается напряжение на крайних и среднем выводах переменного резистора, включается тиристор за щиты, и шунтируя переход эмиттербаза регулирующего транзистора, запирает стабилизатор напряжения в целом L 21. Недостатком такого стабилизатора напряжения является зависимость порога срабатывания схемы защиты от колебаний входного напряжения. Так как при изменении величины входного, напряжения меняется ток базовой цепи регулирующего транзистора, а значит, и напряжение на среднем выводе переменного резистора, то В1слю чение тиристора защиты происходит при значениях тока перегрузки отличных от номинально выставленных ;при определенном (номинальном) зна чении входного напряжения, А наличие резистора в базовой цепи регули рующего транзистора сужает функциональные возможности стабилизатора напряжения, в частности диапазон ра бочих токов нагрузки. Целью изобретения является обеспечение установки стабильного инеза висимого от колебаний напряжения входной сети порога срабатывания защиты от перегрузки и улучшение эк плуатационных параметров стабилизатора напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на транзисторе, эмиттер которого подсоединен к выво для подключения положительного полю са основного источника питания, согласующий блок на транзисторе с про водимостью, прогавоположной проводи мости транзистора регулирующего эле MejiT.a, выходом связанный с управляющей цепью регулирующего элемента, а к его входу подключены выход блок импульсного запуска, одним из входо подключенного к эмиттеру транзистор регулирующего элемента и выход блок обратной связи, вход которого под- ключен к выходным выводам, регулируемый датчик тока перегрузки, введены триггерный блок защиты, отключающий транзистор и дополнительный источник питания к отрицательному полюсу которого подключены один из выводов управляемого датчика тока перегрузки, один из питающих входов триггер ного блока защиты и эмиттер отключающего транзистора, коллектор которого подключен ко входу согласующего блока, выходом подключенного непосредственно к управляющей цепи регулирующего элемента, а база отключающего транзистора подключена к одному из выходов триггерного блок; защиты, другой выход которого подключен к другому входу блока импульсного запуска, к выходу которого подключен один из входов триггерного блока защиты, другой вход которого соединен с управляющим входом регу- 1Шруемого датчика тока перегрузки, другим выводом соединенного с другим питающим входом триггерного блока защиты и выводом для подключения положительного полюса основного источника питания, отрицательный полюс которого соединен с положительным полюсом дополнительного источника питания. На чертеже приведена электрическая принципиальная схема стабилизатора напряжения постоянного тока. Стабилизатор напряжения содержит регулирующий составной транзистор 1, соединенный с блоком обратной связи 2 через согласующий блок 3, Ко входу согласующего блока 3 подключен коллектор отключающего транзистора 4, эмиттер которого подключен к отрицательному полюсу дополнительного источника питания 5, база - к выходу (Б) триггерного блока защиты 6, выход (А) которого подключен к одному из входов блока импульсного запуска, а к другому (установочному) входу триггерного блока защиты 6 подключен выход блока импульсного запуска 7, выход которого соединен также со входом согласующего блока 3, Регулируемый датчик тока перегрузки на потенциометре 8, средняя точка которого подключена к другому входу триггерного блока защиты 6, причем отрицательный полюс основного источника питания 9 соединен с положительным полюсом дополнительного источ1шка питания 5, 5 Стабилизатор напряжения работает следующим образом. В момент включения устройства в сеть триггерный блок защиты 6 устанавливается в положение, обеспечи вающее на выходе А отрицательный по тенциал, осуществляющий питание бло ка импульсного запуска 7, а на выхо де Б - ПОЛОЖИ ельньй потенциал, уде живаюпщй отключающий транзистор 4 в открытом состоянии. Блок импульсного запуска 7 начинает генерироват импульсы, которые поступают на второй (установочный) вход триггерного блока защиты 6 и на базу транзистор согласующего блока 3. Первый импуль поступая на установочный вход триг- герного блока защиты 6, переводит ее в другое устойчивое состояние, при котором н.а выходе А устанавливается положительный потенциал, а на выходе Б отрицательный. Отклю чающий транзистор 4 запирается, обеспечивая тем самым, нормальную работу согласующего блока 3 и всего стабилизатора.Длительность импульса, вырабатываемого блоком импульсного запуска 7, устанавливается достаточной для запуска устройства в режим стабилизации напряжения при номинальной (в пределах допуска) на грузке. Напряжение в средней точке Потенциометра 8 при номинальной нагрузке устанавливается равным потенциалу общей шины. При копебаi НИИ напряжения сети в одинаковой пропорции изменяется напряжение источников питания 5 и 9, что не приводит к изменению потенциала средней точки потенциометра 8. При изменении величины нагрузки в выходной цепи стабилизатора, изменяется ток нагрузки и соответственно ток источника питания 9. Это приводит к изменению падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания 9, к разбалансу тока через потенциометр 8, потенциал средней точки которого изменяется по закону изменения тока нагрузки. Уменьшающийся по отношению к общей шине потенциал, что соответствует увеличению тока нагрузки, приводит к срабатыванию триггерного блока защиты 6, положительный потенциал с выхода Б которой открывает отключающий тран зистор 4, что приводит, в свою очередь, к запиранию транзистора согласукжцего блока 3 и стабилизатора в 86 целом. Устанавливая определенный порог срабатывания триггерного блока защиты 6, можно устанавливать стабильный и независимый от колебаний входного напряжения сети порог срабатывания защиты стабилизатора напряжения. Отрицательным потенциалом с выхода А триггерного блока защиты 6 при этом осуществляется питание блока импульсного запуска 7, который при устранении перегрузки производит автоматический запуск стабилизатора напряжения. Включение датчика тока перегрузки между потенциальными шинами разнополярных источников питания позволяет не только обеспечить установку порога срабатывания защиты, независимую от колебаний напряжения входной сети, но и повысить КПД стабилизатора за счет снижения потерь на датчике тока перегрузки, наблюдающихся в случае включения последнего в цепь полного потребления тока нагрузки. Включение резистора датчика тока перегрузки и отключающего транзистора з.ащиты вне схемы стабилизатора позволяет исключить их влияние на работу стабилизатора напряжения, что приводит к улучшению эксплуатационных параметров коэф(ициента стабилизации, выходного сопротивления и диапазона рабочих токов нагрузки. Формула изобретения Стаб шизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на транзистора, эмиттер которого под: соединен к выводу для подключения положительного полюса основного источника питания, согласующий блок на транзисторе с проводимостью, противоположной проводимости транзистора регулирующего элемента, выходом связанный с управляющей цепью регулиру ядего элемента, а к его входу подключены выход блока импульсного запуска, одним из входов подключенного к змиттеру транзистора регулирующего элемента, и выход блока обратнойсвязи, вход которого подключен к выходным выводам, регулируемый датчик тока перегрузки, отличающийся, тем, что, с целью обеспечения установки стабильного и независимого от колебаний напряжения входной сети порога срабатывания защиты от перегрузки и улучшения эксплуатационных параметров стабилизатора напряжения, в него введены триггерный блок защиты, отключающий транзистор и дополнительный источник питания, к отрицательному полюсу которого под- кшочены один из выводов управляемого датчика тока перегрузки, один из питающих входов триггерного блока защиты и эмиттер отключающего транзистора, коллектор которого подключен к входу согласующего блока, выходом подключенного непосредственно к управляющей цепи регулирующего элемента, а база отключающего транзистора подключена к одному из выходов триггерного блока защиты,

другой выход которого подключен к другомувходу блока импульсного запуска, к выходу которого подключе : один из входов триггерного блока защиты, другой вход которого соединен с управляющим входом регулируемого датчика тока перегрузки, другим выводом соединенного с другим питающим входом триггерного блока защиты и выводом для подключения положителного полюса основного источника питания, отрицательный полюс которого соединен с полшштельным полюсом дополнительного источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР № 653607, кл. G 05 F 1/58, 1976.