Стабилизатор постоянного напряжения

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ 65Þ068

Соав Советских

Соииалистических

Республик

У 3l +,3 °:е11g ! (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.11.76 (21) 2416083/24-07 (51) М. Кл."G 05F 1/58 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 621,316.722.1 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Г. В. Кожуховский (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯHНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к промышленной радиоэлектронике, и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Известен стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент на составном транзисторе и устройство защиты, использующее измерительный резистор, включенный в общую шину стабилизатора (11

Однако применение известного устройства защиты приводит к увеличению выходного сопротивления стабилизатора и уменьшает КПД.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную шину составной регулирующий элемент, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, входами подключенные к соответствующим выходным выводам, и блок для защиты, выполненный в виде триггера на двух тразисторах разного типа проводимости с резисторами в коллекторных цепях, причем база второго транзистора через первый резистор ооратной связи подключена к коллектору первого транзистора и через второй резистор обратной связи к общей шине, а эмиттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей из шин стабилизатора (2).

Блок защиты этого стабилизатора имеет недостаточно высокую надежность из-за своей сложности, а также транзисторы триггера после срабатывания находятся в состоянии насыщения, а для работы стабилизатора они должны быть закрыты, для

15 чего, после устранения перегрузки необходимо кратковременно отключить источник питания (выпрямитель) от стабилизатора, что при больших токах нагрузки требует мощные контактные устройства, а это увеличивает вес и габариты стабилизатора и уменьшает надежность работы стабилизатора.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем последовательно включенный в выходную шину составной регулирующий элемент, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, 650068

/ . КТ9 б Т9 входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, входами подключенные к соответствующим выходным выводам, и блокам для защиты, выполненный в виде триггера на двух транзисторах разного типа проводимости с резисторами в коллекторны х цепях, причем база второго транзистора через первый резистор обратной связи подключена к коллектору первого транзистора и через второй резистор обратной связи к общей шине, а эмиттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей из шин стабилизатора, новым является то, что эмиттер согласующего транзистора регулирующего элемента через переход база— эмиттер первого транзистора триггера соединен с выходным выводом стабилизатора и через дополнительно введенный ограничивающий резистор с резистором в коллекторной цепи второго транзистора триггера, база которого через дополнительно введенные резистор и контакты пусковой кнопки соединена с входным выводом стабилизатора, .причем согласующий транзистор регулирующего элемента имеет противоположный тип проводимости по отношению к силовому транзистору регулирующего элемента, кроме того, между общей шиной стабилизатора и коллектором второго транзистора триггера дополнительно включен конденсатор.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного на пряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на силовом 2 и согласующем 3 транзисторах, управляющая цепь регулирующего элемента 1 подключена к выходу усилителя постоянного тока 4, входом соединенного с выходом сравнивающего блока 5, выходы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения 6 и источника опорного напряжения 7, блок для защиты 8, выполненный в виде триггера на двух транзисторах 9, 10 с резисторами 11, 12 в коллекторных цепях, причем база транзистора 10 через резистор обратной связи 13 подключена к коллектору транзистора 9 и через резистор обратной связи 14 к общей шине, кроме того, эмиттер согласующего транзистора 3 через дополнительно введенный ограничивающий резистор 15 соединен с резистором 12 в коллекторной цепи транзистора 10, база которого через дополнительно введенные резистор 16 и контакты пусковой кнопки

17 соединена с выходным выводом стабилизатора, а между общей шиной стабилизатора и коллектором транзистора 10 дополнительно включен конденсатор.

Стабилизатор работает следующим образом, 5

Для включения стабилизатора после подачи напряжения на его вход замыкаются контакты пусковой кнопки 17 и напряжение с входа стабилизатора через резистор

1б поступает на базу транзистора 10 и открывает его, что приводит к увеличению тока эмиттера согласующего транзистора 3 до величины, определяемой резистором 15, а так как ток коллектора согласующего транзистора 3 является базовым током силового транзистора 2, то с открыванием транзистора 3 откроется и силовой транзистор 2, т. е. откроется регулирующий элемент 1. После этого на выходе стабилизатора появится напряжение, которое будет быстро расти, и когда оно превысит напряжение источника опорного напряжения 7, начнет работать усилитель постоянного тока 4, с ростом выходного напряжения будет уменьшать напряжение на базе согласующего транзистора 3, т. е. на эмиттере этого транзистора, а когда выходное напряжение превысит напряжение на эмиттере согласующего транзистора, т. е. замкнет цепь отрицательной обратной связи усилителя постоянного тока 4, рост выходного напряжения стабилизатора прекратится. Через открытый транзистор 9 напряжение с выхода стабилизатора через резистор обратной связи 13 поступит на базу транзистора 10 и будет поддерживать его в открытом состоянии, т. е. стабилизатор включится и при дальнейшей нормальной работе стабилизатора транзисторы 9 и 10 триггера блока для защиты находятся в состоянии насыщения и на качественные характеристики стабилизатора не влияют.

При перегрузке или коротком замыкании ток эмиттера согласующего транзистора 3, протекающий через резистор 15, увеличивается, а ток базы транзистора 9 уменьшается, так как он .протекает через тот же резистор, а сумма токов, протекающих через резистор 15, постоянна ввиду псстоянства напряжения на выходе стабилизатора при токе: где 1„,9 — ток коллектора транзистора 9;

p » — статический коэффициент усиления тока базы транзистора 9.

Транзистор 9 закрывается, затем закрывается транзистор 10, т. е. срабатывает триггер блока для защиты 8.

При изменении сопротивления резистора

15 будет меняться величина тока эмиттера согласующего транзистора 3, при которой закрывается транзистор 9, так как величина тока базы транзистора 9, при которой он закрывается, не зависит от сопротивления резистора 15, а определяется параметрами транзистора. Ток коллектора согласующего транзистора 3 является базовым

650068 током силового транзистора 2, поэтому ток нагрузки будет равен: тельно, ток силового транзистора не превысит тока нагрузки, при котором срабатывает блок для защиты 8, поэтому для уменьшения импульсной мощности емкость кон5 денсатора нужно брать минимально возможную. При вклю:енин стабилизатора конденсатор быстро разг,аст;teTctt через открытый транзистор 10 и стаб?«лизатор переходит в рабочий режим.

10 При использовании предло хс:.;Отo,:,.OKа для защиты упрощается схема стаб«1|!пзатора и»е требуется для вкл!О !с!??пя OTB«tèлизатора, при оол: «и!«х тока.; нагрузки, мощныс контактные ус:ройства, чго умень1 п Bñò размеры и вес стабпл!?заòT, па !! повышает надежность в работ .таб: !;i, ":-ора. н — бта « та — ктз « та а так как l,=/„то 1н=1нт, „.

Следовательно, при изменении сопротивления резистора 15 будет меняться величина тока нагрузки, при которой срабатывает блок для защиты 8, т. е. резистор 15 выполняет две функции — определяет ток срабатывания блока для защиты 8 и является элементом обратной связи триггера, собранного на транзисторах 9 и 10. После срабатывания триггера блока для защиты

8 транзисторы 9 и 10 закрываю;ся, э.o;Ipliводит к тому, что сопротивление цепи эмиттера согласующего транзистора 3, образованного ограничивающим резистором

15 и переходом коллектор — эмиттер закрытого транзистора 10, резко увеличивается, при этом переход база — эмиттер транзистора 9 исключает влияние низкоомной нагрузки на эту цепь. Увеличение сопротивления «в цепи эмиттера уменьшает ТоК эмиттера практически до нуля, следовательно, ток базы силового транзистора 2 и ток нагрузки тоже падают до нуля, т. е. регулирующий элемент 1 закрывается.

После устранения перегрузки пли коротKOI 0 3BiVIbIKBFIHFI KOHTBKTbl Il)iCKGBOtt Ki!OiliCii

17 вновь замыкаются и стабилизатор снова включается в нормальный режим раооты.

При резких измене,::иях тока нагрузки на выходе стабилизатора появятся импульсы, которые смогут вызвать срабатывание триггера блока для защиты 8 из-за высокой чувствительности транзистора 9 к таким импульсам, так как они прикладываются непосредственно к переходу база— эмиттер. Для исключения возможности срабатывания блока для защиты при импульсной нагрузке параллельно переходу коллектор †эмитт транзистора 10 (или между коллектором транзистора 9 и общей шиной стабилизатора) включается конденсатор, а так как напряжение на конденсаторе не может изменяться мгHQB«.t.tto, то он задерживaåò срабатывание блока для защиты 8, при этом время задержки будет определяться емкостью конденсатора и сопротивлением резистора 15.

Ве.?ичи!«а емкости конденсатора должна быть небольшой, так как при перегрузке или коротком замыкании он будет заряжаться через резистор 15 и согласующий транзистор 3, а через силовой транзистор

2 во время заряда будет lipoход!«ть «импульс тока с амплитудой, равной

Форм; 73 изобретен« я p

?;«| 2. Стабилизатор п,п. 1,,î -:л н ч а loщи и ся тем, что, с цслью повышения надежности в работе при импульсной па:р 3ке, между общей шиной стаопл|за.ора и коллектора второго транзистора триггера

««5 дополнительно Вк.7ючс.i ко ?денсатор. ет2 этз «т2

Но ток эмпттсра согласую .цсго трапзи-.тора ограничен резистором 15, сле..ова1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включсннb?II B выходную шину составной регул;?рующцй элемент, упр авляющей цепью подключенный к выходу успл «Тс.7ÿ постоянного тока, в,;íîãî с выходом cpaiaнивающего блока, входы которого подключены к,выходам делителя выходно-! о напряжения п»oòo÷ítttcа опорно" î на-!

: p t7: cot!it tl, входа м«: 1 одкл юченные к соответствующим выходным выводам, и блок для защиты, выполненный .в виде триггера на двух транзистОр;!х разного типа провоЗ- димости с резисторами в коллскторных цепях, причем база второго тра «зистора чср з первый резистор обратной связи подкл!0 l HB к0,7;!с!<тор1 первого транзистора и через второй резистор обратной связи к общей шине, а эмиттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей из шпн стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, эмпттер согласующего транзистора регули45 рующсго элемента через переход база— эмиттер первого транзистора триггера соединен с выходным выводом стабилизатора и через дополнительно введенный ограничивающий резистор с резистором в коллекторной цепи второго транзистора триггера, база которого через дополнительно введенные резистОр и «ко?«такты и| сковой Ictlolllctt соединена с входным зыводом стабилизатора, причем согла "ующий транзистор регулируюшего элемента имеет противоположный тип проводимости т?о отношени!О к силовому транзистору регулиру!ощего элемента.

Источники информации, йринять1е во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 517886, кл. G 05F 1/58, 1974, 650068

2. Авторское свидетельство СССР № 418845, кл, G 05F 1/58, 1972.

Составитель С. Горбачева

Редактор Ю. Челюканов Техред А. Камышникова Корректоры: Л. Брахнина и Е. Хмелева

Заказ 311/12 Изд. № 165 Тираж 1014 Г1одписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пв. Сапунова, 2