Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно - к источникам питан и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и релейной защиты. Известен стабилизатор постоянного напряжения с регулируемым выходным .напряжением соцержащий транзисторы, регулируемый источник опорного напряжения и защиту 1 J . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно вкл черные в силовую шину датчик тока и составной регулирующий т.ранзистор, к управляющей цепи которого подключен выход измерительно-усилительного блок регулируемый источник опорного напряжения 23. Недостатком известных стабилизатор 51вляется то, что в них на верхних пределах регулирования выходного напряже ния недоиспользуется мощность регулир щего транзистора из-за того, что порог ограничения нагрузки защитой выбран одинаковым во всем диапазоне изменения выходного напряжения.. Цель изобретения - повьшхение нагру- зочной способности стабилизатора постоянного напряжения на верхних пределах регулирования выходного напряжения, путем, загрузки выходного напряжения путем загрузки выходного регулирующего транзистора до номинальной мощности. Указанная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения введен блок защиты с изменяемым порогом ограничения тока нагрузки, состоящий из делителя напряжения на трех резисторах и двух транзисторах, причем база первого транзистора через резистор подключена к регулируемому выходу источника опорного напряжения, коллектор - к точке соединения первого и второго резисторов делителя.напряжения, а эмиттер подключен к общей шине, база второго

транзистора подключена к точке соединения второго и третьего резисторов делителя напряжения, эмиттер - к управляющей цепи составного регулирутошего транзистора, а коллектор - к силовой шине стабилизатора постоянного напряжения.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор постоянного напряжения родержит составной регулирующий транзисторы 1 и 2, к управляющей цепи которого подключен измерительно усилительный узел на транзисторе 3, диоде 4 и резисторе 5, че.рез который база транзис- )5 тора 3 подключена к выходу 6 регулируе мого источника опорного напряжения, сос тоящего из опорного диода 7 и резисто- ров 8-1О, База транзистора 2 через резистор 11 подключена к силовой шине 12, а через резистор 13 - к коллектору транзистора 3. Точка соединения коллектора транзистора 3. Точка соединения коллектора транзистора 2 и базы тран- зистора 1 через резистор 14 подключена К плюсу дополнительного источника напряжения U, .Датчик тока на резисторе 15включенный последовательно с транзистором 1 в силовую шину. Блок зашит от перегрузок и коротких замыканий выполнен на транзисторах 16 и 17. База транзистора 16 через резистор 18 подключена к регулируемому выходу 6 источника опорного напряжения. Эмиттер транзистора 16 непосредственно, а база транзистора 16 - через резистор 19 подключены к общей шине стабилизатора на делителе напряжения на резисторах . 20, 21 и 22. Коллектор транзистора 16подключен к точке соединения резисторов 2О и 21. Резистор 2О подключен к обшей щине стабилизатора. База транзистора 17 подключена к точке соединения резисторов 21 и 22. Коллектор тран зистора 17 соединен с входом 12 стаби лизатора. Эмиттер транзистора 17 подключен к базе {эегулирующего транзис, тора 2. Величина выходного напряжения регулируется резистором 9 источника onofv ного напряжения. Изменение выходного напряжения вследствие изменения сопротивления н агрузки приводит к изменению напряжения на выходе стабилизатора, что вызывает изменение коллекторного тока транзистора 3, а, следовательно, и транзисторов 2 ч 1. Изменение тока и ,привоа:рт к восстановлению выходного

напряжения до величины, задаваемой источником опорного напряжения,

В нормальном рабочем режиме выходной транзистор 17 блока защиты заперт. и не влияет на режим работы транзисторов 2 и 1.

При достижении заданного порога тока нагрузки падение напряжения на резисторах 15 и 11 достигает такого уровня, что потенциал эмиттера транзистора 17 становит положительное напряжение базы транзистора 17, когррый открывается, предотвращая дальнейший рост тока базы транзистора 2 и связанного с ним тран- зистора 1. Ввиду прекращения роста тока базы транзистора 1 прекращается и дальнейший рост тока нагрузки, протекающего через транзистор 1, чем и обеспечивается зашита выходного регулирующего транзистора 1 от перегрузок и коротких замыканий. Изменение порога срабатывания защитного устройства в зависимости от выходного напряжения стабилизатора обеспечивается изменением напряжения на базе транзистора 17 за счет того, что при увеличении напряжения на выходе 6 источника опорного напряжения увеличивается ток базы транзистора €;, который, в свою очередь, увеличивает свое шунтирующее действие на резистор 20, увеличивая напряжение на резисторе 22, а следовательно, и значение тока нагрузки стабилизатора, при котором наступает ограничение. Ввиду того, что величина сопротивления резистора 18 намного больше, чем резистора 5, подключение защитного устройства к регулирующему выходу 6 источника опорного напряжения влияния на режим работы ста0илизатора не оказывает. Такое выполнение стабилизатора постоянного напряжения с регулируемым выходным напряжением позволяет за счет полной загрузки выходного регулирующего транзистора увеличить выходной ток стабилизатора на веросних пределах регулирования вькодного напряжения. Форм у.л а изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащ.ий последовательно включенные в силовую шину датчик тока и составной регулирующий транзистор, к управляющей цепи которого подключен выход измери- . тельно-усилительного блока, регулируемый источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения нагрузочной, способности стабилизатора на верхних пределах регулирования выхоаногЪ напряжения, в него введен ок зашиты с изменяемым порогом, ограничения тока, йагрузки, состояший из делителя напряжения на трех резисторах и двух транзисторах, причем база первого транзистора через резистор подключена к регулируемому выходу источника опорного напряжения, коллекторнк точке соединения первого ивторого резисторов делителя напряжения, а эмиттер поцключен к обшей шине, база второго транзистора подключена к точке соединения второго и третьего резисторов делителя напряжения, эмиттер - к упра& ляюшей цепи составного регулирующего транзистора, а коллектор - к силовой шине стабилизатора постоянного напряжения. i

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Радио, 1979, hfe 3, с. 27.