Двухкаскадный стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ДВУХКАСКАДНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий каскад импульсного регулирования , состоящий из ключевого транзистора , модулирующего транзистора, вы- . ходного фильтра, узла сравнения генератора пилообразного напряжения, резистора защиты, и каскад непрерывного регулирования на основе регулирующего транзистора, в котором коллектор ключевого транзистора подключен к входному положительному выводу, база связана с коллектором модулирующего транзистора, а эмиттер подключен к выходному фильтру и через резистор защиты - к первому выходному положительному выводу, эмиттер регулирующего транзистора подключен к второму выходному положительному выходу и входу узла-сравнения, эмиттер модулирующего транзистора подключен к выходу узла сравнения, а его база к генератору пилообразного напряжения, о т л и ч а -. ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения защиты QT перегрузок обоих каскадов и расширения функциональных возможностей путем автоматического восстановления работоспособности пос ле ликвидации перегрузки, в него (Я введен дополнительный резистор защиты, один вывод которого подключен к коллектору регулирующего транзистора, а второй - к первому положительному выводу, база регулирующего транзистора подключена к эмиттеру модулирующего транзистора. 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

A (5))4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2)) 3671795/24-07 (22) 09.12.83 (46) 23.08.85. Бюл. Ф 31 (72) В. И. Савельев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 423112, кл. G 05 F 1/56.

Радио, 1978, Ф 7, с. 56-58 (54) (57) ДВУХКАСКАДНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий каскад импульсного регулирования, состоящий из ключевого транзистора, модулирующего транзистора, выходного фильтра, узла сравнения генератора пилообразного напряжения, резистора защиты, и каскад непрерывного регулирования на основе регулирующего транзистора, в котором коллектор ключевого транзистора подключен к входному положительному выводу, база связана с коллектором модулирующего транзистора, а эмиттер подклю„„SU„„1174912 чен к выходному фильтру и через резистор защиты — к первому выходному положительному выводу, эмиттер регулирующего транзистора подключен к второму выходному положительному выходу и входу узла сравнения, эмиттер модулирующего транзистора подключен к выходу узла сравнения, а его база — к генератору пилообразного напряжения, о т л и ч а — . ю шийся тем, что, с целью обеспечения защиты от перегрузок обоих каскадов и расширения функциональных возможностей путем автоматического восстановления работоспособности после ликвидации перегрузки, в него введен дополнительный резистор защиты, один вывод которого подключен к коллектору регулирующего транзистора, а второй — к первому положительному выводу, база регулирующего транзистора подключена к эмиттеру модулирующего транзистора.

912

1 1174

Изобретение относится к злектротех .нике и может. быть использовано в качестве источника питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Цель — обеспечение защиты от перегрузок обоих каскадов и расширение функциональных воэможностей путем автоматического восстановления работоспособности после ликвидации перегрузки. 10

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема двухкаскадного стабилизатора напряжения.

Устройство содержит каскад 1 им" пульсного регулирования, состоящий иэ ключевого транзистора 2, модулирующего транзистора 3, фильтра 4, узла 5 сравнения, резистора 6 в цепи узла сравнения, резистора 7 защиты, генератора 8 пилообразного напряжения, резистора 9 в выходной цепи, и каскад 10 непрерывного регулирования подключенный к выходу каскада 1 импульсного регулирования, и состоящий иэ дополнительного резистора ll за- 25 щиты и регулирующего транзистора 12 к выходам стабилизатора подключена нагрузка 13 (R„ -Сн R> Cн

Двухкаскадный стабилизатор работает следующим образом.

ЗО

При подаче на вход стабилизатора постоянного или выпрямленного напряжения, а на вход генератора 8 — пилообразного напряжения — переменного напряжения, открывается ключевой

35 транзистор 2, так как в его базу через согласующие транзистор .и реэис— тор поступает ток от клемм +5В к клемме -58. В это время модулирующий транзистор 3 закрыт,.поскольку к его базе относительно эмиттера через резисторы 7, 11.и 6 прикладывается отрицательное напряжение вследствие падения напряжения на резисторе 9 в выходной цепи генератора 8 пилообразного напряжения.

Через открытый транзистор 2 начинает протекать ток, который заряжает конденсатор фильтра 4 ипроходит через резисторы 7 и 11 защиты, транзистор 5О

12 в нагрузку 13.

При достижении определенного уровня напряжения на фильтре 4 включается узел 5 сравнения и начинаетпротикать у ток через резистор 6, при этом выходные напряжения U,„, и U>«<< устанавливаются в заданных пределах.

Падение напряжения на резисторах .

7, 11 и 6 по своей полярности противо: положно напряжению на резисторе 9, вследствие чего к базе модулирующего транзистора 3 некоторое время прикладывается отпирающее положительное напряжение.

Модулирующий транзистор 3 открывается, при этом запираются согласующие транзисторы в каскаде ключевого транзистора 2, отключается цепь базового тока и к базе ключевого транзистора 2 через открытый транзистор

3 прикладывается отрицательное запирающее напряжение, Ключевой транзистор 2 запирается.

Энергия, запасенная в,индуктивности фильтра 4, поддерживает некоторое время напряжения на.выходах стабилизатора на заданном уровне. Затем падение напряжения на резисторе 9 вновь превалирует. Иодулирующий транзистор 3 запирается, ключевой транзистор открывается и цикл IIQB .торяется, т.е. модулятор работает по принципу сраврения пилообразного напряжения на резисторе 9 с падением напряжения на резисторах 7 и

11 защиты на резисторе 6 в цепи коллектора усилительного транзистора уз. ла 5 сравнения. При нормальной работе падение .напряжения на резисторах защиты невелико и работу модуля-. тора в основном определяет падение напряжения на резисторе 6, которое регулируется узлом 5 сравнения.

При коротком замыкании или перегрузке по какому-либо выходу возрастает падение напряжения на. соответ" ствующем резисторе защиты, которое большую часть цикла поддерживает модулирующий транзистор 3 открытым, а ключевой транзистор 2 †закрытым.

При этом выходное напряжение падает, устройство выходит иэ режима стабилизации, усилительный транзистор узла

5 сравнения запирается, регулирующий транзистор 22 непрерывного каскада открывается. Теперь база ключевого транзистора оказывается подключенной к отрицательному запирающему падению напряжения на резисторах защиты через модулирующий транзистор 3 и переход база"коллектор транзистора 12.

В результате ток при к.з. и перегрузке по любому выходу возрастает. на допустимую величину и при устранении к.з. или перегрузки схема ав+ М.f

Составитель Е. Калинкин

Редактор Л. Гратилло Техред Т.Дубинчак Корректор, A.

Заказ 5185/49 .Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1174 томатически восстанавливает свою работоспособность.

Ток перегрузки различен для каждого каскада.

Принципиального отличия в работе при аварийном и нормальном режимах нет. Модулятор в обоих случаях управляется падением напряжения.

При этом ток базы в транзистор 2 поступает от источника с клеммами

+5B и -5В, а рассасывание носителей после запирания и прерывания базового тока происходит по цепи запирающего напряжения.

При снятии перегрузки и КЗ напряжение на нагрузках 13, имеющих емкостный характер, начинает нарас- тать. Для этого случая защита обес9!2 4 печивает ограничение тока при заряде выходных конденсаторов нагрузки 13, что повышает надежность последних и стабилизатора.

При дальнейшем нарастании выходных напряжений, когда падение напряжения на резисторах 7 и ll уменьшается, начинает работать в актйвном режиме усилительный транзистор узла

5 сравнения, который своим током ре. гулирует управляющее напряжение на резисторе 6 таким образом, что выходные напряжения восстанавливаются в заданных пределах.

3а счет расширения функциональных возможностей стабилизатора последний в аварийном режиме к.з. может работать в режиме генератора тока.