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

, ,.... Изобретение относится к стабилизированным источникам электропитания. Известен стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный эмиттером к входному вывоДу, а коллектором - к выходному, усилитель обратной связи, делитель выходного напряжения, источник опорно го напряжения, запитаийый с выхода стабилизатора, и узел защиты стабилизатора 1 . Недостатком его является значитель ная сложность узла защиты от перегрузок. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизатор напряжения с .защитой от перегрузок, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен, с входным, а коллектор связан с выходным выводами, $силитель обратной связи, выходом соединенный с базой регулирующего транзистора, источник опорного напряжения на стабилитроне и рг-: раничитёльном резисторе и делитель выходного напряжения HCI двух резисторах, средни.е выводы которых подключены к входам усилителя обратной связи, крайние выводы стабилитрона и одного из резисторов делителя соединены с, общей шиной, а крайние выводы ограничительного резистора и другого из резисторов Делителя связаны с выходным выводом стабилизатора, датчик тока, включенный в одну из силовых шин С2 . Недостатком известного устройства является низкая эффективность защиты, заключающаяся в большом влиянии защиты на стабильность выходного напряжения, и в значительной нестабильности порога срабатывания защиты. Целью изобретения является повышение эффективности защиты стабилизатора путем увеличения стабильности по-. рога срабатывания защиты и уменьшения влияния защиты на стабильность выходного напряжения. 3 , 96 Поставленная цель достигается тем что в стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок введены транзистор защиты и резистор, причем упомянутые крайние выводы ограничительного резистора и другого из рез сторов де лителя через коллекторно-эмиттерный и базо-эмиттерный переходы транзистора защиты соответственно подключены к выходному выводу, а датчик тока включен между выходным выводом и коллектором регулирующего транзистора, который нерез введенный резистор подключен к базе транзистора защиты. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема.устройства. Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, подключенный эмиттером к входному выводу, базой к выходу усилителя 2 обратной связи, входы ко торого соединены с выходами источника опорного напряжения на стабилитро не 3 и ограничительном резисторе 4 и делителя выходного напряжения на двух резисторах 5 и 6, причем крайние выводы стабилитрона 3 и резистора б подключены к общей шине, крайний вывод резистора k через коллекторноэмиттерный, а крайний вывод резистора 5 через базо-дмиттерный nepexcaq тран зистора 7 защиты подключены к выходно му выводу. Датчик 8 тока включен в выходную шину между коллектором транзистора 1 и выходным выводом, а введенный резистор 9 включен между коллектором транзистора 1 и базой трайзистора 7. Стабилизатор работает следующим образом. В режиме нормальной работы транзис тор 7 открыт и насыщен за счет протекания через его входную цепь части тока делителя 5, 6 выходного напряжения. Другая часть этого тока протекает через резистор 9- Насыщенное состояние транзистора 7 при нормальном режиме работы стабилизатора обеспечивается выбором величин сопротивления резистора 9 и датчика 8 тока. При возникновении перегрузки на выходе стабилизатора (при уменьшении сопротивления нагрузки 10) увеличивается ток нагрузки, падение напряжения на датчике 8 тока и ток, протекающий черёь резистор 9 {поскольку величина напряжения на этом резисторе равна сумме падений напряжения на переходе база - эмиттер транзистора 7 и датчике 8 тока), а ток базы транзистора 7 уменьшается настолько, насколько увеличивается ток резистора 9 (поскольку (g,J, а следовательно, и ток делителя выходного напряжения еще остаются практически неизменными). При достижении током нагрузки (при его увеличении в процессе перегрузки) пороговой величины 1 п транзистор 7 переходит из насыщенного состояния в активный режим и начинает запираться, что приводит к уменьшению его коллекторного тока (тока через опорный стабилитрон ) и далее - к прекращению роста входного и выходного токов усилителя 2 обратной связи и тока нагрузки стабилизатора (при этом ток нагрузки ограничивается практически на уровне In). При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки 10 выходное напряжение начинает уменьшаться, вызывая уменьшение тока делителя 5,6, еще более глубокое запирание транзистора 7 уменьше ние токов усилителя обратной связи и тока нагрузки стабилизатора. Умень шение тока нагрузки вызывает пропорциональное уменьшение выходного напряжения, тока делителя 5, 6, дальнейшее запирание транзистора 7 Stot процесс развивается регенеративно и приводит к необратимому запиранияэ стабилизатора. Для восстановления нормального режима работы стабилизатора после устранения (или самопроизвольного исчезновения) перегрузки может быть использован любой из известТных способов полуимпульсного запуска стабилизаторов. Поскольку при нормальном режиме . работы стабилизатора (когда ток нагрузки меньше In,) транзистор 7 находится в режиме насыщения, изменения тока нагрузки практически не влияют на величины межэлектродных напряжений этого транзистора, а следовательно, и на величины опорного напряжения стабилитрона 4 и выходного напряжения. Это позволяет обеспечить высокую чувствительность защиты от перегрузок и стабильность выходного напряжения, т. ei существенно ослабить дестабилизирующее влияние защиты от перегрузок на cтaбильнoctь Изменение режима работы стабилизатора (изменение питающего напряжения .тока нагрузки,а также разброс коэффициентов усиления по току транзисторов) не оказывает влияния на тепловой и электрический режимы транзистора 7 (поскольку последний нормально находится в режиме насыщения и включен в цепь питания опорного стабилитрона, ток которой не зависит от указанных факторов) , что повышает стабильность порога срабатывания защиты от перегрузок (в известном устройстве сигналперегрузки подается во входную цепь . транзистора оконечного каскада усилителя обратной связи, тепловой и электрический режим которого зависят от режима стабилизатора). Изъятие датчика тока из общей шины и включение его в одну силовую шину с регулирующим транзистором также способствует повышению эффективности защиты предлагаемого стаби лизатора,-ПО сравнению с известным устройством путем снятия ограничения на характер построения системы элект ропитания. Формула изобретения Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок, содержащий регулирующ транзистор, эмиттер которого соедине с входным, а коллектор связан с выхо ным выводами, усилитель обратной свя зи, выходом соединенный с базой регу лирующего транзистора, источник опорного напряжения на стабилитроне и ограничительном резисторе, и делитель выходного напряжения на двух резисг, , торах, средние выводы которых подклю-; чень к входам усилителя обратной связи, крайние выводы стабилитрона и одного из резисторов делителя соединены с общей шиной, а крайние выводы ограничительного резистора и другого из резисторов делителя связаны с выходным выводом стабилизатора, датчик тока, вкJ: ючeнный-в одну из силовых шин, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в негр введены транзистор за- . щиты и резистор, причем упомянутые крайние выводы-ограничительного резистора и другого из резисторов делителя через коллекторно-эмиттерный и базо-эмиттерный переходы транзистора защиты соответственно подключены к выходному выводу, а датчик тока включен между выходным выводом и коллектором регулирующего транзистора, который через введенный резистор подключен к базе транзистора защиты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № , кл. 323-9, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР .7 517886, кл. G 05 F 1/58, 1976.