Стабилизатор постоянного напряжения

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<»„842758 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 030879 (21) 2804340/24-07 с присоединением заявкн ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл з

G 05 F 1/60

Государственный комитет

СССР

»о делам изобретений и открытий

Опубликовано 300681. Бюллетень Мо 24 (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 3Ц0681 (72) Автор изобретения.Pi(. i it/ $9

В.A. Пржегорлинский (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам стабилизированного электропитания постоянным током. например, необ"луживаемых промежуточных пунктов кабельных линий передачи информации.

Известны стабилизаторы напряжения постоянного тока, в которых регулирующий элемент — транзистор включен параллельно нагрузке и управляется усилителем постоянного тока, усиливающим сигнал рассогласования, полученный в результате сравнения напряжения опорного источника с напряжением, снимаемым с резистивного делителя выход. ного напряжения g1) . 15

Эти стабилизаторы не позволяют автоматически изменять величину падения напряжения на регулирующем транзисторе, последовательно включенном в цепь дистанционного питания (ДП), 20 линии передачи информации при глубоких изменениях токов ДП, нагрузки и отказах электронных элементов.

Наиболее близким техннческим решением к предлагаемому является линейный стабилизатор, в котором регулирующий транзистор и-р-и типа, подключаемый параллельно нагрузке, управляется усилителем постоянного тока на . р-п-р транзисторе. Одновременно этот 30 транзистор является элементом, cpasнивающим напряжение опорного элемента — стабилитрона с напряжением делителя на резисторах, подключенного к зажимам нагрузки (2) .

Эти стабилизаторы не могут быть эффективно использованы в линии дистанционного питания (ДП), например необслуживаемого пункта передачи (НПП) информации по кабелю.

Регулирующий транзистор стабилизатора напряжения питания электронных блоков НПП линии передачи информации включен в цепь ДП линии последовательно. Дистанционное питание линии осуществляется стабилизированным постоянным током. Роль балластного резистора, входящего в состав стабилизатора, выполняет активное сопротивление линии и выходное сопротивление источника тока ДП. Изменение тока

ДП или нагрузки приводит к автоматическому изменению тока через регулирующий транзистор стабилизатора. В частности, уменьшение тока, потребляемого нагрузкой, вплоть до нуля при ее отказе, а также аварийное увеличение тока в линии, приводят к соответствующему увеличению тока через регулирующий транзистор, превышающему

842758

Ь.2 в 2-5 раэ его нормальное значение.

При о хазе нагрузки энергия ДП расходуется на стабилизаторе бесполезно.

С другой стороны, многократное повышение мощности, выделяемой регулирующим транзистором, резко повышает вероятность его отказа. При отказе типа "обрыв" последнего цепь ДП разрывается, что приводит к выходу из .строя всей линии.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей стабилизатора для эффективного использования его в линии дистанционного питания, например, необслуживаемого усилительного пункта передачи информации по кабелю.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе, содержащем регулирующий транзистор, например и-р-и типа, включенный параллельно нагрузке, к базе которого подключен коллектор усилителя постоянного тока с источником опорного напряжения в цепи эмиттера, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения, эмиттер регулирующего транзистора и соответствующий вывод нагрузки подключены к схеме питания через реверсивный датчик тока; змиттер и база измерительного и-р-и транзистора подключены к общим с датчиками тока выводам нагрузки и регулирующего транзистора соответственно, а коллектор через интегрирующую

RC-цепочку — к базе исполнительного р-n-p транзистора, причем коллектор и эмиттер последнего подсоединены соответственно к базе и коллектору, и дополнительный стабилитрон — к коллектору и эмиттеру регулирующего транзистора.

На чертеже представлена причципиальная схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, датчик 2 тока, нагрузка 3, датчик 4 тока, проходящего через нагрузку, резисторы 5 и б (выходной делитель),стабилитрон 7 (опорный элемент), транзистор 8 усилителя постоянного тока, измерительный транзистор 9, исполнительный транзистор 10, стабилитрон 11, интегрирующую RC-цепочку, состоящую из резистора 12 и конденсатора 13, токоэадающий резистор 14.

В нормальном режиме через стабилитрон 11 ток не течет, так как напряжение его стабилизации выбрано выше выходного напряжения стабилизатора. Токи нагрузки 3, регулирующего транзистора 3 и источника 3 связаны зависимостью

Если за критерий отказа нагрузки принято уменьшение тока н грузки до

65 величины 3< = 3 — д, то через регулирующий транзистор ток увеличится до

I (= 32 + Д, и если напряжение на дат— чике тока нагрузки В равно

4 (3) а на датчике тока регулирующего транзистора

) 2 (k) то при условии

U2 U4 (639 (5) возникает лавинообразное открывание регулирующего транзистора 1, что приводит к уменьшению падения напряжения ДП на стабилизаторе до величины 2-4 В.

В (5) Up 9 — напряжение между базой и змиттером транзистора 9 в момент срабатывания схемы при токе базы

3„+ ad

Б. э

9 1о r e В,В,В„ — статические коэффициенти усилителя по току транзисторов

1, 9 и 10.

Лавинообразное открывание транзистора 1 произойдет и при повышении выходного напряжения стабилизатора выше допустимого (пробивается стабилитрон 11), н при черезмерном увеличении тока ДП, если выполнится условие (5) . Интегрирующая RC-цепочка не позволяет транзистору 1 перейти в режим, близкий к насыщению при кратковременных переходных процессах и помехах и повышает надежность работы схемы стабилизатора.

Таким образом введение в схему стабилизатора дойолнительно двух датчиков тока, двух транзисторов, стабилитрона и RC öåïo÷êè позволяет осуществить контроль соотношения токов нагрузки, регулирующего транзистора, а также выходного напряжения стабилизатора. При выходе этих параметров за заданные пределы регулирующий транзистор входит в режим, близкий к насыщению.

Предлагаемая схема не допускает появления в работе регулирующего транзистора режимов, которые приведут к его отказу типа "обрыв". Все это повышает надежность линии передачи информации, так как при отказах промежуточного пункта обеспечивается прохождение через него тока ДП,что дает возможность нормальной работы других работоспособных промежуточных пунктов. Снижение падения напряжения на вышедшем из строя пункте (например со 100 В до 2-4 В) снижает бесполезный расход энергии тока ДП. Контролируя напряжение на выходе источника дистанционного питания, по его снижению можно косвенно определить наличие неисправности в линии.

842758

Формула изобретения

Составитель В. Полякова

Редактор Н. Кешеля Техред Н. Келушак Корр р екто Е. Рошко

Заказ 5099/58 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный параллельно нагрузке, к базе которого подключен коллектор транзистора усилителя постоянного тока с источником опорного напряжения в цепи эмиттера, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стабилизатора, эмиттер регулирующего транзистора и соответствующая выходная клемма присоединены к шине питания через резистивные датчики тока, введен измерительный транзистор, эмиттер и база которого подключены соответственно к точкам соединения датчиков тока с выходной клеммой и змиттером регулирующего транзистора, а коллектор через интегрирующую RC-цепочку — к базе введенного исполнительного транзистора, коллектор и эмиттер которого присоединены соответственно к базе и коллектору регулирующего транзистора, между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора включен дополнительный стабилитрон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 228088, кл. G 05 F 1/60, 1968.

2. Вересов Г.П. и Смуляков Ю.П.

Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. М., "Энергия", 1978, с. 62-63.