Компенсационный стабилизатор напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

(5) КОМПЕНСАЦИОННЫА СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к стабили-V зированным источникам электропитания Известны компенсационные стабилизаторы напряжения, содержащие регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока цепи обратной связи, токостабилизирующий узел и блок защиты, состоящий из датчика тока, порогового элемента, исполнительного элемента, выполненного-в виде триг/гера или мультивибратора, и транзистора защиты flJ и tZJ. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является компенсационный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в положительную шину регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу усилителя постоянного тока цепи обратной связи с токостабилизирующей нагрузкой, узел защиты от токовых перегру зок и коротких замыканий, состоящий из датчика тока, включенного в отриuatenbHyn шину и ждущего мультивибратора f2J. Недостатком известных устройств является низкая эффективность защиты из-за большой импульсной мощности рассеяния на регулирующем транзисторе в промежутках между закрывающими импульсами мультивибратора. - . Цель изобретения - повышение эф.фективности защиты. Поставленная цель достигается тем,что в компенсационном стабилизаторе напряжения в узел защиты введен регулятор тока перегрузки с двумя выходами, элемент И-ИЛИ и исполнительный элемент, при этом вход регулятора токз перегрузки соединен с Датчиком тока, первый выход - со входом мультивибратора, выход которого и второй выход регулятора тока перегрузки через элемент И-ИЛИ соединен со входом исполнительного элемента, выход которого включен между гбазой регулирующего транзистора и от рицательной шиной. На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема компенсационного стабилизатора напряже.ния; на фиг, 2 - выходная характерис тика и мощность рассеяния на регулирующем транзисторе. Устройство содержит регулирующий транзистор 1, включенный в положительную шину, усилитель 2 постоянного тока цепи обратной связи с токоСтабилизирующей нагрузкой 3, вход которого подключен к выходу стабилиг затора, а выход соединен с базой регулирующего транзистора 1: узел k за щиты от перегрузки и коротких замыканий , состоящий из исполнительного : элемента 5 на транзисторе, датчика 6 тока, включенного в отрицательную шину, регулятора 7 тока перегрузки, входом соединенного с датчиком 6 тока, мультивибратора 8 и элемента Й-ИЛИ 9. При этом регулятор 7 тока перегрузки выполнен двухкаскадныгм. , Первый каскад выполнен на транзисторе 10 п-р-п-типа, подключенном эмиттером к выходной положительной шине через резисТор 11 положительной обратной связи и к средней тЬчке первого делителя напряжения дополнитель ного стабилизированного источника пи тания на резисторах 12 и 13, базой - к средней точке второго делителя напряжения на резисторе 1, подключённом к дополнительному стаби лизированному источнику питания, и последовательно соединенных диодах 15 и 16, зашунтирован.ных резистором .17 и подключенных к отрицательной выходной шине, а коллектором через резистор 18 и базой через эмиТТерный переход транзистора 19 р-п-р-типа второго каскада подключен к дополнительному стабилизированному источнику , отрицательной поток которого соединен сотрицательной входной шиной, коллектор транзистора 19 через делитель последовательно включенных резисторов 20-22 соединен с отрицательной выходной шиной. Точка соединения резисторов 21 и 22 является первмм, а точка соединения резисторов 20 и 21 - вторым выходами регуля тора 7 тока, которые соединены соответственно с входами мультивибратора 8, выход которого соединен с другим входом элемента И-ЙЛИ 9, выход кото9iого соединен со входом исполнителього элемента 5 Стабилизатор работает следующим бразом.. Ток нагрузки создает на датчике тока падение напряжения, являющеея входным сигналом для регуготтора тока, вырабатывающего сигналы правления ждущим мультивибратором 8 через элемент И-ИЛИ 9 - исполнительым элементом 5. При номинальном токе нагрузки напряжение сигналов управления на выходах регулятора 7 тока перегрузки равно нулю, и регулирующий транзистор 1 управляется только сигналами усилителя постоянного тока цепи обратной связи 2. При коротком замыкании, а в общем . случае при токе нагрузки-, превышаю7 щем номинальный на установленную переменным резистором 12 делителя смещения величину, напряжение на датчике 6 тока перегрузки становится достаточным для срабатывания регулятора 7 тока перегрузки. Усилитель постоянного тока на транзисторе 10, закрыты при номинальном токе, открывается, на }езисторе 18 появляется напряжение, открывающее транзистор 19. На выходах регулятора тока перегруз101 появляются положительные относительно отрицательной выходной шины напряжения. Напряжение, снимаемое со второго выхода через элемент И-ИЛИ 9, приоткрывает транзистор исполнительного элемента 5, который призакрывает регулирующий транзистор 1. Напряжение на выходе стабилизатора уменьшается, а положительная обратная связь регулятора тока перегрузки по выходному напряжению через резистор 11 приводит к уменьшению тока через регулирующий транзистор до значений, меньших номинального. Описанный режим стабилизатора напряжения соответствует зависимости, показанной на фиг,26. Как видно из фиг.26, непрерывная мощность на регулирующем транзисторе при значениях тока от 1 до 1( через регулирующий транзистор-может превышать предельно допустимую для него. Для предотвращения выхода из строя регулирующего транзистора при таких перегрузках в узле 4 защиты применен ждущий мультивибратор 8, который управляется сигналом с первого выхода регулятора 7 тока перегрузки. Импульсы положительной полярности больиюй длительности (единицы секунд) с выхода мультивибратора 8 ч рез элемент И-ИЛИ 9 подаются на ба транзистора k и вводят его в рекмм насыщения, что приводит к полному закрыванию регулирующего транзисто Регулятор 7 тока перегрузки при этом возвращается в первоначальное состояние, а мультивибратор 8 по истечении периода формирования импульса тоже возвращается в ждущий режим. Регулирующий транзистор открывается, и, если перегрузка или короткое замыкание не устранены, процесс повторяется. При предлагаемом построении узл k защиты ток через регулирующий транзистор и импульсная мощность рассеяния на нем при перегрузке и коротком замыкании меньше установленной безопасной для него величин что позволяет обеспечить высокую надежность стабилизатору. Формула изобретения Компенсационный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в

Wr

VainiT

7« положительную шину регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу усилителя постоянного тока цепи обратной связи с токостабилизирующей нагрузкой, узел защиты от токовых перегрузок и коротких замыканий, состоящий из датчика тока, вк 1юченного в отрицательную шину, и ждущего мультивибратора, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в узбл защиты введены регулятор тока перегрузки с двумя выходами, элемент И-ИЛИ, исполнительный элемент, при этом вход регулятора тока перегрузки соединен сдатчиком тока, первый выход - с входом мультивибратора, выход которого и второй выход регулятора тока через элемент И-ИЯИ соединен с входом исполнительного элемента, выход которого включен между базой регулирующего транзистора и отрицательной шиной. Исто «4ики информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. G 05 F 1/58, 197. 2.Авторское свидетельство СССР .кл. G 05 F 1/58, 1975. .ff f ffff/fff Р--РЗ

фуг. V IJ Cflffffff/rrb/ ff//y3r . ffO