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

Изобретение относится к стабилизированным источникам электропитания.

Известен стабилизатор напряжения с защитой по току, содержащий регулирующий транзистор, токостабилизирующий двухполюсник, измерительный резистор, резистивно-диодную цепочку, соединяющую эмиттер транзистора токостабилизирующего двухполюсника с коллектором регулирующего транзистора, транзистор защиты, коллектором подключенный к соединению диода с резистором, параллельную цепочку из стабилитрона и последовательно соединенных резистора и эмиттерного перехода транзистора защиты 1.

Недостатком стабилизатора является зависимость параметров схемы защиты от уровня выходного напряжения, а также существенная величина потребляемой мощности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стчбилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный змиттером к выходному, коллектором - к входному выводам, базой - к выходу узла обратной связи и к коллектору транзистора токостабилизирующего каскада с проводимостью, противоположной проводимости регулирунядего транзистора, база и эмиттер которого соответственно через источник стабильного напряжения смещения и резистор обратной связи подключены к входному выводу, узел защиты от перегрузки, состоящий из резисторного датчика, включенного между входным выводом и коллектором

10 регулирующего транзистора и нелинейного делителя напряжения, выполненного из последовательно соединенных сопротивления смещения, порогового элемента и ограничительного резис5 тора и подключенного свободным выводом сопротивления смещения к коллектору регулирующего транзистора, свободным выводом ограничительного резистора - к выходному выводу и свя20занного точкой соединения сопротивления смещения с пороговым элементом с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада 2.

Недостатком этого стабилизатора

25 является малая крутизна характеристики срабатывания защиты и, как следствие, значительная величина потребляемой стабилизатором мощности при перегрузках. Это связано, в

30 частности, с тем, что при срабатывании защиты ток диода существенно нагружает нелинейный делитель напряжения ,

Целью изобретения является повышение эффективности защиты путем снижения потребляемой стабилизатором мощности при перегрузках.

Поставленная цель достигается тем что в стабилизаторе постоянного напряжения в узел защиты введен транзистор, проводимость которого ана- . логична проводимости транзистора токостабилизирующего каскада и , который базо-эмиттерным переходом . включен между точкой соединения сопротивления смещения с пороговым элементом и эмиттером транзистора токостабилизируняцего каскада, а коллектором подключен к общей шине, при этом споротивление смещения выполнено из двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован диодом.

На чертеже дана принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий транзистор 1, эмиттером подключенный к выходному выводу, базой - к выходу узла обратной связи 2 и коллектору транзистора 3 токостабилизирующего каскада 4 с проводимостью, противоположной проводимости регулирующего транзистора 1, база и эмиттер транзистора 3 соответственно через источник 5 стабильного напряжения смещения и резистор обратной связи 6 подключены к входному выводу. Узел защиты от перегрузки 7 состоит из реэисторного датчика тока 8, включенного между выводом и коллектором регулирующего транзистора 1, транзистора 9, проводимость которого аналогична проводимости транзистора 3 токостабилизирующего каскада 4. Эмиттер транзистора 3 соединен с эмиттером транзистора 9, база которого соединена с точкой соединения сопротивления смещения 10 с пороговым элементом 11, составляющими при

: их последовательном соединении вмёС .те с ограничительным резистором 12 нелинейный делитель напряжения 13, а коллектор транзистора 9 подключен к общей шине. Свободный вывод сопротивления смещения 10 подключен к коллектору регулирующего транзистора 1, а свободный вывод ограничительног резистора 12 к выходному выводу. При этом сопротивление смещения 10 выполнено из двух последовательно соединенных резисторов 14 и 15, один из которых 14 зашунтирован диодом 16.

Стабилизатор работает как обычный компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, но при возникновении перегрузки по току или коротко замыкании падение напряжения на резисторном датчике тока 8 превышает напряжение на резисторе обратной связи б и транзистор 9 открывается, уменьшая при этом ток эмиттера транзистора 3 токостабилизирующего каскада 4. При этом уменьшается базовый ток регулирующего транзистора 1 и выходное напряжение стабилизатора падает, тогда как напряжение на переходе коллектор-эмиттер регулирующего транзистора 1 возрастает. При достижении последним величины срабатывания порогового элемента 11 по цепи нелинейного делителя напряжения 13 (сопротивление смещения 10, пороговый элемент 11, ограничительный резистор 12) потечет ток, создавая падение напряжения на сопротивлении смещения 10, дополнительно отпирающее транзистор 9.

Ток, втекающий в точки соединения сопротивления смещения 10 с пороговым элементом 11 и равный базовому току транзистора 9,будет при прочих условиях в ft раз меньше, чем в известном стабилизаторе 2 ( ркоэффициент усиления по току транзистора 9) .

Благодаря тому, что сопротивление смещения 10 выполнено из двух последовательно соединенных резисторов 14 и 15, один из которых зашунтирован диодом 16, с момента срабатывания порогового элемента 11 падение напряжения на резисторе смещения 10 резко нарастает, поскольку величина сопротивления резистора 14 выбирается такой, чтобы основная часть тока нелинейного делителя напряжения 13 протекала через диод 16.

Резистор 14 обеспечивает протекание тока базы транзистора 9 до срабатывания порогового элемента 11.

Данное техническое решение существенно повышает крутизну характеристики срабатывания защиты, значительно снижая мощность, потребляемую стабилизатором при перегрузках.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный эмиттером к выходному, коллектором - к входному выводам, базой - к выходу обратной связи и к коллектору транзистора токостабилизирующего каскада с проводимостью, противоположной проводимости регулирующего транзистора, база и эмиттер которого соответственно через источник стабильного напряжения смещения и резистор обратной связи подключены к входному выводу, узел защиты от перегрузки, состоящий из резисторного датчика тока, включенного между входным выводом и коллектором регулирующего транзистора и нелинейного делителя напряжения, выполненного из последо вательно соединенных сопротивления смещения, порогового элемента и ограничительного резистора и подключенного свободным выводом сопротивления смещения к коллектору регулирующего транзистора, свободным вы водом ограничительного резистора к выходному выводу и связанного точ кой соединения сопротивления смещения с пороговым элементом с эмиттером транзистора токостабилизирующ го каскада, отличающийся .тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в узел защиты введен транзистор, проводимость которого аналогична проводимости транзистора токостабилизирующего каскада и который базо-эмиттерным переходом включен между упомянутой точкой соединения сопротивления смещения с пороговым элементом транзистора токостабилизирующего каскада, а коллектором подключен к общей шине, при этом сопротивление смещения выполнено из двух последовательносоединенных резисторов, один из которых зашунтирован диодом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 342179, кл, G 05 F 1/58, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 431505, кл. G 05 F 1/58, 1974.