Стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения. При возникновении перегрузки по току или коротком, замыкании на выходе сигнал с датчика 9 тока обеспечивает через тразистор 7, который подзапирается, соответствующее запирание регулирующего элемента 1 Усилитель 24 сигнала рассогласования входит в режим ограничения, вследствие чего закрываются двухполюсник 16 защиты и согласующий транзистор 17, а конденсатор 14 двухполюсника 13 начинает заряжаться; через регулирующий элемент 1 протекает ограниченный ток. Постоянная времени заряда конденсатора 14 определяет длительность действия кратковременной перегрузки. При уменьшении входного питающего напряжения ниже определенного уровня напряжение на выходной шине 5 уменьшается , что вызывает действие защиты, аналогичное указанному. Устранение факторов кратковременной перегрузки приводит к возобновлению нормальной работы стабилизатора. При отключении питающего напряжения от входной шины 3 выходной конденсатор 4 разряжается через диод 18« 1 з,п, ф-лы, 1 ил. СЛ СО со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (l)) А1 (g)) 4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:Ь»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4124501./24-07 (22) 28..07.86 (46) 15,05,88, Бюл. Х 18 (72) Е.А.Даев, С.В.Галкин, В.P.ßêóшев и А.В,11акаров (53) 621.316,722 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 710034, кл. G 05 F 1/573, 1976.

Авторское свидетельство СССР

9 922691, кл. G 05 F 1/56, 1980. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения. При возникновении перегрузки по току или коротком. замыкании на выходе сигнал с датчика 9 тока обеспечивает через траэистор 7, который подзапирается, соответствующее запирание регулирующего элемента 1. Усилитель 24 сигнала рассогласования входит в режим ограничения, вследствие чего закрываются двухполюсник 16 защиты и согласующий транзистор 17, а конденсатор 14 двухполюсника 13 начинает заряжаться; через регулирующий элемент

1 протекает ограниченный ток. Постоянная времени заряда конденсатора

14 определяет длительность действия кратковременной перегрузки. При уменьшении входного питающего напряжения ниже определенного уровня напряжение на выходной шине 5 уменьшается, что вызывает действие защиты, аналогичное указанному. Устранение факторов кратковременной перегрузки приводит к возобновлению нормальной работы стабилизатора. При отключении питающего напряжения от входной шины

3 выходной конденсатор 4 разряжается через диод 18 ° 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1396133

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — расширение области применения.

На чертеже представлена принципи-. альная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на силовом регулируюп ем транзисторе 2, коллектор которого подключен к входной. шине 3, а эмиттер — g выходному корректирующеМу конденсатору 4 и выходной шине 5,, согласующий транзистор 6 регулируюп1его элемента 1, эмиттер которого подключен к базе силового регулирующего транзистора 2, коллектор — к эмиттеру первого транзистора 7 защиты управляемого источника 8 тока и через датчик 9 тока к входной шине

3 и эмиттеру второго транзистора 10 защиты, база и коллектор которого объединены и подключены к базе первого транзистора 7 и второму выводу токостабилизирующего двухполюсника 11, который выполнен, например, на полевом и-канальном транзисторе 12, первый вывод которого подключен к первому выводу двухполюсника 13 запуска, которьн выполнен, например, на по-следовательно соединенных конденсаторе 14 и резисторе 15 и имеет вывод, подключенный к общей шине, двухполюсник 16 защиты, первый вывод которого подключен к базе согласующего транзистора 17, а второй — к первому выводу двухполюсника 13 запуска, коллектор транзистора 17 подключен

К общей шине, а эмиттер — к точке соединения катода дисда 18, анод ко. торого подключен к выходной шине 5, а катод соединен с. вторым выводом согласующего двухполюсника 19, первый вывод которого подключен к управляющему выводу регулирующего элемента 1 и коллектору первого транзистора 7 защиты управляемого источника

8 тока, узел 20 согласования, в котором эмиттер и база первого транзистора 21 объединены соответственно с эмиттером и базой второго.транзистора 22, объединенные эмиттеры являются его выходом и подключены к базе согласующего транзистора 17, объединенные базы являются его входом и подключены через резисор 23 к общей

15 шине и коллектору второго транзистора 22 данного узла и непосредственно к выходу усилителя 24 сигнала рассогласования, вывод которого подключен к коллектору первого транзистора 21 узла 20 согласования и входной шине 3, а общий вывод — к общей шине стабилизатора, управляющие входы усилителя 24 подключены по отдельнос-! ти к делителю 25 выходного напряжения, выполненному на первом 26 и втором 27 резисторах, и первому выводу источника 28 опорного напряжения, второй вывод которого подключен к общей шине.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При подаче напряжения первичного источника на входную шину 3 стабилизатора напряжение на выходной шине 5 равно нулю, Напряжение на входе усилителя 24 сигнала рассогласования, подключенном к делителю 25 выходного напряжения, также равно нулю. Усилитель 24 сигнала рассогласования входит в ограничение, т.е. на его выходе — максимальный положительный потенциал, который через узел 20 согласования, представляющий собой в данном случае эмиттерный повторитель, прикладывается к точке. соеФ динения базы согласующего транзистора 17 и первого вывода двухполюсника 16 защиты. Транзистор 17 и двухполюсник 16 защиты закрыты. Одновременно с появлением напряжения на входной шине 3 начинает протекать

40 ток заряда конденсатора 14 двухполюсника 13 запуска, величина которого определяется величиной тока через токостабилизирующий двухполюсник 11, по цепи: эмиттер-коллектор второго

45 транзистора 10, токостабилизирующий двухполюсник 11, первый резистор 15; одновременно течет ток элемента 1 по цепи: датчик 9 тока„ переход змиттер — коллектор транзистора 7 (в ос50 нове работы которого заложен принцип токового зеркала). Регулирующий элемент 1 открывается, и начинает заряжаться выходной корректирующий конденсатор 4. При достижении уровня стабилизируемого напряжения усилитель 24 сигнала рассогласования выходит из режима ограничения и положительный потенциал на его выходе падает, также падает потенциал в

;3

13961 точке соединения базы транзистора 17 и первого вывода двухполюсника 16 защиты, последний открывается и при" открывается согласующий транзистор 5

17. Начинают протекать токи по цепи: датчик 9 тока, переход эмиттер — кол-, лектор транзистора 7, согласующий двухполюсник 19, переход эмиттер— коллектор транзиатора 17 н по цепи: 1п переход эмиттер — коллектор второго транзистора 10, токостабилизирующий двухполюсник 11, двухполюсник 16 защиты, переход. эмиттер — коллектор второго транзситора 22 узла 20 согласо- 15 вания. Таким образом уменьшается ток управляющего входа регулирующего элемента 1, он призакрывается. Цепь обратной связи замкнута, стабилизатор переходит в режим стабилизации 2р выходного напряжения.

При кратковременном увеличении тока нагрузки стабилизатора выше максимально допустимой величины, например при подключении нагрузки ем- 25 костного характера, ток коллектора транзисора 6 резко возрастает, следовательно, увеличивается падение напряжения на датчике 9 тока, при этом транзистор 7 и регулирующий элемент 1 ЗО призакрываются. Напряжение на выход- ной шине 5 уменьшается. Усилитель 24 входит в ограничение, и положительный потенциал его выхода передается через узел 20 согласования в точку

35 соединения базы транзистора 17 и rieyваго вывода двухполюсника 16 защиты,, двухполюсник 16 защиты и транзистор

17 закрываются. В этот момент начинает протекать ток заряда конденса- фо тора 14 двухполюсника 13 запуска.

Этот ток протекает по цепи, состоящей из перехода эмиттер — коллектор транзиатора 10, токостабилизирующего двухполюсника 11 и резистора 15. Че- 45 рез регулирующий элемент 1 продолжает протекать ограниченный ток заряда емкости нагрузки. Постоянная времени двухполюсника защиты такова, что позволяет емкости нагрузки зарядить- О ся до величины стабилизируемого вы" ходного напряжения. По окончании заряда стабилизатор возвращается в устойчивое рабочее состояние, при котором осуществляется стабилизация выходного напряжения.

При коротком замыкании на выходе стабилизатора напряжение на управ33

4 ляюшем входе усилителя 24 сигнала рассогласования становится равным нулю, вследствие чего усилитель 24 входит в ограничение, т.е. на его выходе появляется максимальный положи. тельный потенциал, который через узел 20 согласования прикладывается к точке соединения базы транзистора 17 и вывода двухполюсника 16 защиты; транзистор 17 и двухполюсник 16 за1 щиты закрываются. В этот момент начинает дозаряжаться конденсатор 14 током, протекающим по цепи: эмиттер— коллектор транзистора 10, токостабилизирующий двухполюсник ll, резистор 15, Через регулирующий элемент 1 протекает ограниченный ток короткого замыкания. Если короткое замыкание на выходе стабилизатора устранено до полного заряда конденсатора 14 двухполюсника 13 запуска (интервал определяется постоянной двухполюсника запуска), то стабилизатор снова перейдет в устойчивое состояние, если не устранено, то стабилизатор остается в нерабочем состоянии. Чтобы привести стабилизатор в рабочее состояние необходимо снять с входной шины 3 напряжение первичного источника, устранить причину короткого замыкания на выходе стабилизатора, после чего при подаче на входную шину 3 напряжения первичного источника на выходной шине 5 появляется стабилизированное напряжение.

При уменьшении величины напряжения первичного источника на входной шине 3 стабилизатора ниже уровня, обеспечивающего нормальную работу" стабилизатора, напряжение на выходной шине 5 падает, дальнейшая работа. схемы аналогична случаю при коротком замыкании на выходе стабилизатора, При увеличении напряжения первичного источника до уровня, обеспечивающего нормальную работу стабилизатора, стабилизатор снова переходит в устойчивое рабочее состояние.

При отключении входной шины 3 стабилизатора от первичного источника напряжение снимается с вывода питания усилителя 24 сигнала рассогласования и входа питания узла 20 согласования. Потенциал на выходе усилителя 24 сигнала рассогласования становится равным нулю., Диод 18 откры1396133 диод, согласующий транзистор, коллектор которого подключен к общей шине, а эмиттер — к второму выводу согласующего двухполюсника и через диод к выходной шине, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены управляемый источник тока, двухполюсник запуска, двухполюсник защиты, узел согласования, а регулирующий элемент выполнен по схеме составного

Формула и з о б р е т ения

Составитель 0.Овсянников

Техред М.Дидык

Корректор Г.Решетник

Редактор А.Лежнина

Заказ 2495/50 .Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретен.ий и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вается. Открывается также транзистор

17, его базовый ток протекает по це «и. диод 18, переход эмиттер — база транзис««ора 17 переход эмиттер—

У

5 коллектор транзистора 22 узла 20 согласования, ток базы которого протекает через резистор 23. Ток разряда выходного .корректирующего конденсатора протекает по цепи: диод 18, 10

Переход эмиттер — коллектор транзистора 17. Таким образом осуществляется разряд выходного корректирующего

Конденсатора 4 при снятии первичного

Напряжения питания стабилизатора.

Благодаря введенным средствам

Обеспечения защиты стабилизатора от

Короткого замыкания и перегрузки пс току защиты от воздействия пониженного выходного напряжения при умень- 20 шенин величины входного напряжения ближе допустимого уровня, осуществляЬтся быстрый разряд выходного корректирующего конденсатора при снятии

Входного напряжения, а также появля- 25

Ется возможность подключения нагрузки емкостного характера к выходу стабилизатора, работающего на холостом ходу, что позволяет расширить область применения стабилизатора. 30

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий. регулирующий эле" мент, подключенный коллектором сило35 фого транзистора к входной шине, а эмиттером — к выходной, управляющим входом — к первому выводу согласующего двухполюсника, выходной коррек- 40 тирующий конденсатор и делитель выходного напряжения, подключенные между выходной и общей шинами, токостабилизирующий двухполюсник, усилитель сигнала рассогласования, управляющие

Йходь« Которого по Отдельности подклю чены к делителю выходного напряжения и источнику опорного напряжения, 1 транзистора, при этом узел согласования первым управляющим входом подключен к выходу усилителя рассогласования, вторым управляющим входом— к общей шине, а выходом — к базе согласующего транзистора и первому выводу двухполюсника защиты, второй вывод которого подключен к первым выводам двухполюсника запуска и токостабилизирующего двухполюсника, вторые выводы которых подключены по отдельности соответственно к общей шине и первому входу управляемого источника тока, второй вход которого подключен к коллектору согласующего транзистора регулирующего элемента, l третий вход — к входной шине, а выход — к управляющему входу регулирующего элемента.

2. Стабилизатор по ««о1, о,т л иФ ч а ю шийся тем, что управляемый источник тока выполнен на первом и втором транзисторах защиты, причем базы этих транзисторов объединены и подключены к коллектору второго транзистора защиты и являются первым входом управляемого источника тока, эмиттер первого транзистора защиты является его вторым входом, эмиттер второго. транзистора защиты, подключенный через датчик тока к эмиттеру первого транзистора защиты — третьим его входом, а коллектор первого транзистора защиты является выходом управляемого источника тока.