Стабилизатор постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент/ включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирукнцего транзисторного каскада и усилителя обратной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входным выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь - с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента, о тличающийся тем, что, с целью минимизации мощности рассеяния и уменьшения изменения величины тока в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения, в него введен дополнительный транзистор , эмиттер которого подключен к цепи смещения усилителя обратной связи, коллектор - к базе защитного С транзистора, коллектор которого подф ключен к базе дополнительного тран (Л зистора и через элемент с нелинейной характеристикой - к общей шине.

СОЮЗ. СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) з(50 605 1 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2931047/24-07 (22) 27. 05. 80 (46) 15. 08. 83 Бюл. 9 30 (72) С.Т.дремов и С.М.Попко (53 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Патент США )) 3.391.331, кл. 323-9, 1974.

2.. Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. М., "Сов.радио", 1980, с.265 рис.10д. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирующего транзисторного каскада и усилителя обратной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входным выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь — с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью минимизации мощности рассеяния и уменьшения изменения величины тока в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения, в него введен дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к цепи смещения усилителя обратной связи, коллектор — к базе защитного транзистора, коллектор которого под- ф ключен к базе дополнительного транзистора и через элемент с нелинейной характеристикой — к общей шине.

С:

1 035587

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке стабилизаторов посто яиного напряжения с защитой.

Известен с;габилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с токостабилизирующим транзисторным .. каскадом и усилителем обратной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный во входной части силовой цепи, защитный диод, соединенный с транзистором токостабилизирующего каскада, а также с.датчиком тока нагрузки и входом регулирую- 15 щего элемента(1).

Недостатком этого. стабилизатора

Постоянного напряжения является ограничение тока регулирующего. элемента при коротком замыкании в нагрузке на уровне, более чем в два раза превышающем номинальный ток нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор постоянного .напря- 25 жения, содержащий регулирующий эле- мент, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирующего транзисторного каскада и усилителя обратной ЗО связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входиьм выводом и входом регулирующего зле= мента, защитный .транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзисто- 35 ром токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь — с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента. Этот стабили-; .затор ограничиваеФ ток регулирующего 40 элемента при коротком замыкании в нагрузке на уровне. ниже номинального тока нагрузки, так как рабочий режим элементов защиты обеспечивается задающей цепью, связанной с входным напряжением, а не за счет тока корот-45 кого замыкания(2).

Недостатком стабилизатора является то, что величина мощности рассеяния зависит от величины тока короткого замыкания, которая определяет- 50 ся рабочей точкой защитного транзистора, положение которой изменяется при колебаниях входного напряжения.

Цель изобретения - минимизация мощности рассеяния и уменьшение изменения величины тока в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного 60 напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирующего транзисторного каскада и усилителя обрат 65 ной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входным выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь— с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента, введен дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к цепи смещения усилителя обратной связи, коллектор - к базе защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе дополнительного транзистора и через элемент с нелинейной характеристиКой - к общей шине.

На чертеже представлена схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирующего транзисторного каскада 2 и усилителя обратной связи 3 с цепью смещения 4, датчик то». ка нагрузки 5, включенный во входной части силовой цепи, защитный транзистор б, соединенный эмиттером с транзистором токостабилизирукщего каскада 2, а базой через задающую цепь 7, например, резистивную, с датчиком тока нагрузки 5 и входом регулирующего элемента 1, дополнительный транзистор 8, коллектор,эмиттерный переход которого подключен одним выводом к цепи смещения 4, другим к базе защитного транзистора б, коллектор которого подключен к управляющему выводу дополнительного транзистора 8 и через элемент с нелинейной характеристикой 9 — к общей шине. Регулирующий элемент 1 может быть выполнен как одиночным, так и составным по схеме Дарлингтона или по схеме с дополнительной симметрией.

В качестве элемента 9 с нелинейной характеристикой может быть. использован стабилитрон, диод, стабистор, транзистор или любой другой элемент, характеристика которо" го имеет Г-образный излом при изменении тока через него.

Стабилизатор работает следующим образом.

В рабочем состоянии, когда отсут ствует короткое замыкание в нагрузке, падение напряжения на датчике 5 невелико, и защитный транзистор б заперт, схема защиты отключена.

При нагрузке по току (вплоть до короткого замыкания) увеличивается напряжение на датчике тока 5, открывается защитный транзистор б,.и дополнительный транзистор 8, при этом токостабилизирующий каскад 2, усилитель обратной связи 3 и регулирую1035587

Составитель A.Êîëîêîëêèí

Редактор Г.Гербер Техред И.Гайду Корректор И.Ватрушкина

Заказ 5832/49 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4, щий элемент 1 переходят в режим, близкий к отсечке. Стабилизатор напряжения закрывается,-. ограничивая выходное напряжение в ток нагрузки на низком уровне. Таким образом, происходит защита регулирующего элемента как от перегрузки по току, так.и по мощности рассеяния.

Возврат стабилизатора .постоянного напряжения в рабочее состояние про:исходит автоматически, когда устраня- 10 ется короткое зазыкание в нагрузке.

При этом увеличивающееся выходное напряжение за счет остаточного тока короткого замыкания регулирующего элемента 1 приводит к включе- 15 иию усилителя обратной связи 3 и соответствующему включению дополнительного транзистора 8, который, выключая транзистор защйты б, включает токостабилизирующий транзисторный каскад 2 и регулирующий элемент 1.

Стабилизатор постоянного напряжения переходит в исходное состояние. Рабочая точка защитного транзистора 6 определяется элементом 9 с нелинейной характеристикой, дополнительным транзисторам 8 и цепью сйещения 4, обеспечивающих постоянство падения напряжения на задающей цепи 7, за счет стабилизации тока через нее.

Дополнительный транзистор 8 с задающей цепью 7 и защитным транзистором б образует контур источника неиэ-1 менного тока через элемент 9 с нелинейной характеристикой, что обеспечивает еще большую стабильность рабочей точки защитного транзистора б при значительных колебаниях питающего напряжения..

Таким образом, введение дополнительного транзистора 8 и элемента 9 с нелинейной характеристикой, обеспечивает стабилизацию положения рабочей точки защитного транзистора 6, и соответственно, уменьшает изменение тока регулирующего элемента 1 в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения. Выбором мийимального значения этого тока, обеспечивается минимизация мощности рассеяния на регулирующем элементе 1-и в стабилизаторе постоянного напряжения в целом.