Стабилизатор постоянного напряжения

 

СТАШЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЯОЕНИЯ, содержащий последовательный регулирующий орган, схему « :/i;i / управления, выходом подключенную к входу регулирующего органа, и защитный транзистор,коллектор которого подключен к выходу схемы управления , а его база через резистор, включенный параллельно эмиттерному переходу транзистора, и демпфирующий конденсатор связана соответ-; ственно с общей шинойи выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения и надежности , последовательно с демпфирующим конденсатором включен дополнительный источник напряжения, зависимьай от первичного.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦ ФЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ (1Ю (И)1

Зао 0 05 F 1/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ъ, "-:-:::., Н АВта Смомм свидетельСтвм "/

i(54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательный регулирующий орган, схему (21 ) 3355148/24-07 (22) 13.11.81 (46 ) 23.02 ° 84. Бюл. Р 7 (72.) Р.Г.Константинов. (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 535559, кл. G 05 F .1/56, 1974, 2. Патент CIIIA Р 296799;1;. кл. 323-22, 1961.

3. Патент Японии Р 49-39339, кл. G 05 Р 1/56, 1974. управления, выходом подключенную к входу регулирующего органа, и за-. щитный транзистор, коллектор которого подключен к выходу схемы управле. ния, а его база через резистор, включенный параллельно эмиттерному переходу транзистора, и демпфирующий конденсатор связана соответственно с общей шиной и выходнйм выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения и надежности, последовательно с демпфирующим конденсатором включен дополнительный источник напряжения, зази. симый от первичного.

1075242

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радио- электронной аппаратуры.

В устройствах, предназначенных, .например, для питания нагрузки с емкостной реакцией, в момент подклю чення к первичному источнику напряжения регулирующий орган (PO) такого устройства испытывает значительные перегрузки по току и по рассеиваемой мощности, так как в этом слу чае режим включения практически эквивалентен режиму кратковременного короткого замыкания со стороны нагрузки. 15

Известны устройства, содержащие регулирующий орган, включенный последовательно с нагрузкой, схему управления и схему сравнения с источником опорного напряжения и делите- g() лем выходного напряжения, для защиты регулирующего органа в момент включения использован демпфирующий конденсатор, включенный на выходе источника опорного напряжения Р1 25 и (21 .

Однако функциональные возможности таких устройств недостаточны.

В частности, в низковольтных источниках питания, в которых отсутствует источник опорного напряжения, они не могут быть использованы.

"poMe того, демпфирующее действие конденсатора недостаточно эффективно. В частности, конденсатор не ограничивает скорость нарастания выходного напряжения в начальный момент времени после включения, пока оно не достигнет значения, при мерно равного напряжению прямосме щенного эмиттерного перехода входно. 4О

ro транзистора схемы управления, помноженного на коэффициент пере.дачи делителя выходного напряжения.

Это объясняется тем, что даже при наличии демпфирующего конденсатора 45 входной транзистор схемы управления закрыт до тех пор, пока выходное напряжение не достигнет укаэанного значения. Следовательно, в таких схемах регулирующий орган не защи- 5Q щен в самый начальный момент после включения (наиболее тяжелый для него по перегрузкам). !

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно между первичным источником напряжения и нагрузкой, а в качестве схемы управ- 60 ления использован стабилитрон, включенный между базой регулирующего транзистора и общей шиной стабилизатора, защитный транзистор, шунтирующий стабилитрон, причем база этого 65 транзистора через резистор, в! люченный параллельно эмиттерному . реходу, и демпфирующий конденсатор связана соответственно с общей шиной и выходным выводом f3) .

Недостаток известного устройства состоит в следующем. Защитный транзистор не выполняет своих функций в начальный момент после включения стабилизатора. Между тем, как правило, этот участок переходного периода является наиболее напряженным для регулирующего органа, следова- тельно, известное устройство недостаточно надежно. В наибольшей степени этот недостаток проявляется в низковольтных источниках питания.

Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем последовательный регулирующий орган, схе:му управления, выходом подключен ную к входу регулирующего органа, и защитный транзистор, коллектор которого подключен к выходу схемы управления, а его база через резистор, включенный параллельно эмиттерному переходу транзистора, и демпфирующий конденсатор связана соответственыо с общей шиной и выходным выводом, последовательно с демпфирующим конденсатором включен дополнительный источник напряжения, за- . висимый от первичного. . На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения) на фиг. 2 - возможные варианты переходных характеристик стабилизатора при его включении .

Стабилизатор содержит регулирующий орган - транзистор 1, включенный.между первичным источником 2 напряжения и нагрузкой 3. База регулирующего транзистора соединена с выходом схемы 4 управления, в качестве которой использован усилитель обратной связи со схемой сравнения, входом связанный с выходом стабилиэа тора. К выходу .схемы управления подключен защитный транзистор 5, параллельно эмиттерному переходу которого включен резистор б. База транзистора 5 через резистор б, а также через демпфирующий конденсатор 7 и дополнительный источник 8 напряжения соединена соответственно с общей шиной и с выходным выводом стабилизатора. Источник 8 является зависимым от первичного источника 2, т.е. его включение и выключение осуществляется синхронно с источником 2.

Устройство работает следующим образом.

1075242

При включении стабилизатора тран зистор 5 открывается током, протекающим по цепи: источник 8 — конденсатор 7 - переход база - эмиттер транзистора 5 — нагрузка 3. Это приводит к тому, что в начальный момент после включения регулирующий транзистор 1 закрыт. Когда конденса-. тор 7 зарядится до напряжения, равного разности напряжений О8 .- U9 источника 8 и эмиттерного перехода транзистора 5, транзистор 5 призакрывается, транзистор 1 приоткрывается, и выходное напряжение начинает расти со скоростью, определяемой скоростью заряда конденсатора 7 че- 35

° реэ резистор 6. Скорость переходного процесса определяется иэ условия, что напряжение на резисторе 6, создаваемое током заряда конденсатора 7, равно напряжению прямосмещенного 7п эмиттера перехода транзистора 5, Когда на выходе устанавливается на" пряжение стабилизации, конденсатор 7 перестает заряжаться, транзистор 5 полностью заряжается н на работу стабилизатора в установившемся режиме не влияет.

Отличительные особенности в работе устройства состоят в следующем.

В зависимости от величины напряжения Зо источника 8 возможны следующие режимы включения. Если U6 < U>, то до мо-. мента времени, пока выходное напряжение не достигнет уровня U5 - Ug оно растет быстро (защита не действует), и лишь после этого начинает« ся необходимое замедление (фиг. 2, переходная характеристика 9) . Если

08 = 05, То "мертвой зоны" нет, выходное напряжение с самого начала растет с заданной скоростью 40 (фиг. 2, характеристика 10) . Если

US ъ U>, то источник питания включается с задержкой, so время которой выходное напряжение равно нулю, и лишь затем начинается его рост 45 ,с заданной скоростью (фиг. 2, харакВНИИПИ Заказ 496/41

Тирай 84 2 Псдпи сное

«ее филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,ул.Проектная,4 теристика 1Ц . Возможность выбора режима включения расширяет область применения устройства и часто поэво» ляет дополнительно повысить надежность работы источников питания °

Например, если регулирующий орган выполнен по схеме составного транзистора, и менее мощный транзистор подключен к второму первичному источ. нику с напряжением более высокого уровня, чем у первого, то в момент включения может возникнуть режим, когда весь ток нагрузки протекает через маломощный транзистор, выводя его из строя. Предлагаемый стабилизатор обеспечивает защиту маломощного транзистора в момент пуска путем введения временной задержки на включение (выбором напряжения источника 8).

В зависимости от конкретной схемы стабилизатора коллектор транзистора 5 может быть подключен и к другой точке схемы.

Таким образом, основным преимуществом предлагаемого стабилизатора по сравнению с известным устройством является то, что при его использовании исключается "мертвая зона","зона, где защита не действует) на переходной характеристике.

Благодаря введенному дополнительному источнику положительный эффект состоит в повышении надежности работы стабилизатора, что обеспечивается облегчением режима регулирующеIо органа при включении стабилизатора. Кроме того, значительно расши- ряются функциональные воэможности и область применения устройства, так как приведенные технические преимущества обеспечивают универсальность его использования в источниках питания различных типов. B наибольшей степени указанные. преимущества могут проявиться в низковольтных источниках питания.