Узел защиты интегрального стабилизатора напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры . Целью изобретения .является повышение надежности стабилизатора путем предотвращения перегрузки по мощности. При изменении тока нагрузки ток коллектора 13 транзистора 1 превьшает ток коллектора 14 транзистора 2, токи стоков транзисторов 15 и 16 равны и взаимно компенсируются . Падение напряжения сток-исток транзистора 4 меньше порогового напряжения затвор-исток транзистора 6. Транзистор 6 находится в обесточенном состоянии и не влияет на работу схемы. Дальнейшее увеличение тока приводит к переходу транзистора 4 в режим насыщения стока. Транзистор 6 переходит в активный режим, воздействует на вход усилителя 7, ограничивая тем самым входной ток стабилизатора . При коротком замыкании токи стоков транзисторов 15 и 16 перераспределяются пропорционально разности напряжений вход-выход. Это сдвигает порог срабатывания узла защиты в сторону меньших токов нагрузки , чем обеспечивается защита от перегрузки по рассеиваемой мощности . 1 ил.9 i : X

союз СОвЕтсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИН (19) (И) (59 4 G 05 F i 569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГосудАРстВекнь1Й номитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3981994/24-07 (22) 02.12.85 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.И.Анисимов, А.Б.Исаков, M.В.Капитонов, l0.M,Ñoêîëî8 и Н.И.Ясюкевич (53) 621.3 16.722, 1(088.8) (56) Патент США Ф 4 180768, кл. С 05 F 1/569, 1979.

Патент США № 4319181, кл. G 05 F 1/569, 1982. (54) УЗЕЛ ЗАЩИТЫ ИНТЕГРАЛЬНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения. является повышение надежности стабилизатора путем предотвращения перегрузки по мощности. При изменении тока нагрузки ток коллектора 13 транзистора 1 превышает ток коллектора 14 транзистора 2, токи стоков транзисторов 15 и 16 равны и взаимно компенсируются. Падение напряжения сток-исток транзистора 4 меньше порогового напряжения затвор-исток транзистора 6.

Транзистор 6 находится в обесточенном состоянии и не влияет на работу схемы. Дальнейшее увеличение тока приводит к переходу транзистора 4 . в режим насыщения стока. Транзистор 6 переходит в активный режим, воздействует на вход усилителя 7, ограничивая тем самым входной ток стабилизатора. При коротком замыкании токи стоков транзисторов 15 и 16 перераспределяются пропорционально разности напряжений вход-выход. Это сдвигает порог срабатывания узла защиты в сторону меньших токов нагрузки, чем обеспечивается защита от герегрузки по рассеиваемой мощности, 1 ил, У

1 13174

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в устройствах вторичного электропитания микромощной радиоэлектронной аппаратуры. 5

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора путем предотвращения перегрузки по рассеиваемой мощности.

На чертеже представлена принципи- 10 альная электрическая схема предлагаемого устройства.

Узел защиты интегрального стабилизатора напряжения содержит первый

1 двухколлекторный 1 и второй трех- 15 оллекторный 2 биполярные р-п-р-транзисторы, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и шестой 6 MOII-транзисторы, причем транзистор 1 выполняет роль последовательно регулирующего элемен- 20 та стабилизатора, при этом его база и база транзистора 2 соединены с выходом усилителя 7 сигнала рассогласования, эмиттер транзистора 1 через первый резистор 8 подключен к входнои шине 9, с которой также соединен эмиттер транзистора 2, первый коллектор 10 транзистора 1 и первый коллектор 11 транзистора 2 объединены и подключены к выходной шине 12. 13то- ЗО рой коллектор 13 транзистора 1 подключен к соединенным затвору и стоку транзистора 3 и затвору транзистора 4, сток которого соединен с вторым коллектором 14 транзистора 2, с затвсром и стоком транзистора 5 и с затвором транзистора 6. Истоки транзисторов 3-6 подключены к общей шине. Предлагаемое устройство содержит также седьмой 15, восьмой 16 и 40 девятый 17 МОП-транзисторы., первый 18 и второй 19 стабилитроны, второй 20 и третий 21 резисторы, причем истоки транзисторов 15 и 16 объединены и подключены к третьему дополнитель- 45 ному 22 коллектору транзистора 1.

Сток транзистора 15 соединен со,стоком транзистора 4, затвор транзистора 15 соединен с общей шиной и через резистор 20 с затвором транзисто- ig ра 17,затвор которого связан с выходной шиной 12, а исток через последовательно соединенные стабипитроны 18 и 19 и резистор 20 подключен к входной шине 9. Сток транзистора 16 соеди-.55 нен со стоком транзистора 3.

Устройство работает следующим образом.

18 2

При изменейии тока нагрузки в диапазоне 0 (Х„<Х н (где l< - ток нагрузки, при котором срабатывает узел защиты) ток коллектора 13 транзистора 1 превышает ток коллектора 14 транзистора 2,„ токи стоков транзисторов 15 и 16 равны и взаимно компенсируются.

Падение напряжения сток-исток транзистора 4 меньше порогового напряжения затвор-исток транзистора 6.

Транзистор 6 находится в обесточенном состоянии и не влияет на работу схемы.При токе нагрузки I " I „ ток коллектора 13 транзистора 1 становится равным току коллектора 14 транзистора 2, Дальнейшее увеличение тока Йагрузки приводит к тому, что ток коллектора 14 транзистора 2 начи" нает превышать ток коллектора 13 транзистора 1. При этом транзистор 4 переходит в режим насыщения тока стока, резко возрастает его падение напряжения сток-исток, транзистор 6 переходит в активный режим работы и воздействует на дополнительный вход усилителя 7 сигнала рассогласования, ограничивая тем самым выходной ток стабилизатора. При перегрузке по входному напряжению или коротком замыкании на выходе стабилизатора, когда где Б; напряжение стабилизации

i-го стабилитрона, 1 и

U „ — пороговое напряжение затвор-исток, токи стоков транзисторов 15 и 16 перераспределяются пропорционально разности напряжений вход-выход, причем ток стока транзистора 15 возрастает, а транзистора 16 убывает, что сдвигает порог срабатывания узла защиты в сторону меньших токов нагрузки, чем и обеспечивается защита стабилизатора от перегрузки по рассеиваемой мощности.

Для обеспечения эффективной работы узла защиты необходимо, чтобы в диапазоне токов нагрузки О (Х (Т„ транзистор 1 имел большую крутизну проводной характеристики, чем транзистор 2, т.е. имея большую площадь перехода эмиттер-база. При токах нагрузки Iz > I„ крутизна проходкой характеристики транзистора 1

Хэ, ?э . Rg

= N ! f0 вхр 4

Ч т

I э2 где Т. и

1 токи эмиттеров транзисторов 1 и 2 соответственно, отношение площадей эмиттеров транзисторов 1 и 2, температурный потенIlH BJI °

N=S, /З э1 2

20

Составитель В.Есин

Техред А.Кравчук Корректор И..Пожо

Редактор Т.Парфенова

Заказ 2423/43

Тираж Зб3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,.ул, Проектная, 4

3 13174 должна быть меньше крутизны транзистора 2, что достигаетея включением резистора 8 в эмиттерную цепь транзистора 1. При этом отношение токов эмиттеров транзисторов 1 и 2 изменяется при изменении напряжения эмиттер-база транзистора, в соответствии с формулой

Таким .образом, предлагаемый узел защиты позволяет предотвратить выход из строя интегрального стабилизатора напряжения не только в слу— чае перегрузки по выходному току, но и при перегрузке по рассеиваемой мощности.

Формула изобретения

Узел защиты интегрального стабилизатора напряжения, выполненного на. первом многоколлекторном биполярном транзисторе р-и-р-типа в качестве последовательного регулирующего эле- 35 мента и усилителя сигнала рассогласования, содержащий второй многоколлекторный биполярный транзистор р-п-р-типа, а также третий, четвертый, пятый и шестой МЭП-транзисто- 40 ры, при этом базы первого и второго

18 4 транзисторов соединены с выходом усилителя сигнала рассогласования, эмит4тер первого транзистора через первый резистор подключен к входной шине, к эмиттеру второго транзистора, пер-. вые коллекторы первого и второго транзисторов подключены к выходной шине; второй коллектор первого транзистора подключен к соединенным затвору и стоку третьего тран="è.ñòîðà и к затвору четвертого транзистора, сток которого соединен с вторым коллектором второго транзистора, с затвором н стоком пятого транзистора и

/ с затвором шестого транзистора, истоки третьего, четвертого, пятого и шестого транзисторов подключены к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стабилизатора путем предотвращения перегрузки по мощности, введены седьмой, восьмой и девятый NOII-транзисторы, .первый и второй стабилитроны, второй и третий резисторы, причем первый транзистор выполнен трехколлекторным, истоки седьмого и восьмого транзисторов объединены и подключены к третьему коллектору первого транзистора, сток седьмого транзистора соединен с стоком четвертого транзистора, затвор седьмого транзистора соединен с общей шиной и через второй резистор — с затвором восьмого и стоком девятого транзисторов, затвор которого связан с выходной шиной, а сток через последовательно соединенные первый и второй стабилитроны и третий резистор подключен к входной шине, сток восьмого транзистора соединен с стоком третьего транзистора.