Двухполярный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения - повышение функциональной наделсности при КЗ выходных вьшодов и тепловой перегрузке. Цель достигается за счет оригинального построения узла комплексной защиты. Узел 13 тепловой защиты обеспечивает полное отключение устр-ва при возникновении тепловой перегрузки, причем-последующее его включение возможно лишь при уменьшении температуры кристалла до максимально допустимой рабочей температуры. Узел защиты от КЗ выходных в.ьшодов позволяет в режиме КЗ з еньшить напряжение между выходными вьшодами 25, 26 и общей шиной 27 до 0,6-0,65 В по абсолютной величине и ограничить сквозной ток КЗ через регулирующие элементы 1 и 2 до единиц миллиампер. 1 ил. с (С W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4289175/24-07 (22) 27.07.87 (46) 07.03,89. Бюл. У 9 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) А,Б.Исаков, N.Â.Êàïèòîíoâ, Ю.N.Ñoêîëîâ и Н.И.Ясюкевич (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1056163, кл. С 05 F 1/585, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1282102, кл. G 05 F 1/585, 1985. (54) ДВУХПОЛЯРНЬЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичHbM источникам электропитания. Цель изобретения — повышение функциональ„„Я0„„1464151 А 1 (51)4 С 05 F 1/585 1/569 ной надежности при КЗ выходных выводов и тепловой перегрузке. Цель достигается за счет оригинального построения узла комплексной защиты.

Узел 13 тепловой защиты обеспечивает полное отключение устр-ва при возникновении тепловой перегрузки, причем последующее его включение возможно лишь при уменьшении температуры кристалла до максимально долу« стимой рабочей температуры. Узел защиты От К3 ВыхОдных ВывОдОВ позволя» ет в режиме К3 уменьшить напряжение между выходными выводами 25, 26 и общей шиной 27 до 0,6-0,65 В по абсолютной величине и ограничить сквозной ток К3 через регулирующие элементы 1 и 2 до единиц миллиампер.

1 ил.

1464151

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повьппение функциональной надежности двухполярного стабилизатора напряжение при коротком замыкании выходных выводов и тепловой перегрузке. 10

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора.

Двухполярный стабилизатор посто, янного напряжения содержит первый 15

1 и второй 2 регулирующие элементы, первую 3 и вторую 4. схему управления регулирующими элементами, узел

5 задания статического режима, вы полненный на первом 6, втором 7, 20 третьем 8 и четвертом 9 транзисто." рах, стабилитроне 10, первом 11 и

1 ,)втором 12 резисторах, узел 13 тепловой защиты, содержащий третий резистор 14, пятый 15, шестой 16, седь- 25 мой 17 и восьмой 18 транзисторы, узел защиты от короткого замыкания выход- ных выводов, реализованный на девятом 19, десятом 20, одиннадцатом

21 и двенадцатом 22 транзисторах. 30

Силовые входы регулирующих элементов

1 и 2 соединены с первым 23 и вторым

24 входными выводами стабилизатора, выходы элементов 1 и 2 подключены к первому 25 и второму 26 выходным выводам, управляющий вход регулирую,щего элемента 1 соединен с выходом первой схемы 3 управления и с коллекторами транзисторов 9 и 17, управляющий вход элемента 2 подключен к вы- 40 ходу второй схемы 4 управления и к коллектору транзистора 16. Первый и второй входы первой схемы 3 управления соединены соответственно с первым 25 и вторым 26 выходными выводами, а третий вход схемы 3 подключен к общей шине 27 стабилизатора, к которой также подключен первый вход второй схемы 4 управления, второй вход которой соединен с вторым выходным выводом 26. Затвор и исток

50 транзистора-6 соединены с входным выводом 23, к которому также подключены эмиттеры транзисторов 8 и

9, сток транзистора 6 связан с катодом стабилитрона 10 и с базами транзисторов 7 и 17.

Коллектор и база транзистора 8 соединены с базой транзистора 9 и коллектором транзистора 7, эмиттер транзистора 7 через последовательно включенные резисторы 11 и 12 соединен с вторым входным выводом 24 стабилизатора, к которому также подключены анод стабилитрона 10 и эмит» теры транзисторов 15 и 16. Эмиттер транзистора 17 подключен к эмиттеру транзистора 18, база и первый коллектор 28 которого подключены к коллектору транзистора 15,второй коллектор 29 транзистора 18 связан в точке соединения резисторов 11 и 12 с базой транзистора 15, с коллекторами транзисторов 19 и 21, а также через резистор 14 с базой транзистора 16. Змиттеры транзисторов 19 и

20 соединены с общей шиной 27, к которой также подключены коллектор и база транзистора 22 и база транзистора 21. Коллектор и база транзистора

20 соединены с базой транзистора 19 и подключены к первому выходному выводу 25 стабилизатора, а эмиттеры транзисторов 21 и 22 соединены с вторым выходным выводом 26.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При изменении по какой-либо причине напряжения на выходе 25 положительного канала сигнал рассогласования, выделенный и усиленный первой схемой 3 управления, подается на управляющий вход регулирующего элемента 1. При этом на его выходе появля- ется приращение напряжения, компенсирующее первоначальное изменение выходного напряжения. Аналогичным образом стабилизируется напряжение на выходном выводе 26 отрицательного канала, при этом сигнал рассогласования выделяется и усиливается схемой 4 управления и подается на управляющий вход регулирующего элемента 2.

При нормальном функционировании стабилизатора транзисторы 17-22 обесточены и не влияют на работу устройства. При коротком замыкании между собой выводов 25 и 26 в активный режим работы переходит (срабатывает) узел 13 тепловой защиты, при этом ограничивается выходной ток и выходное напряжение стабилизатора.

Действительно, если при коротком замыкании выводов 25 и 26 напряжение на них по отношению к общей ши« не 27 достигает значения 0,6-0,65 В, 1464151 то в активный режим переходят транзисторы 21 и 22, появляется коллекторный ток транзистора 21, транзисторы 15-18 переходят из режима отсечки в режим насыщения и шунтируS ют .управляющие входы регулирующих элементов 1 и 2, выходное напряжение ограничивается на уровне 0,6—

0,65 В, Аналогичным образом, если выходное напряжение достигает значений минус 0,6 — 0,65 В, то в активный режим переходят транзисторы

19 и 20, что также приводит к срабатыванию узла 13 тепловой защиты и ограничению выходных токов регулирующих элементов 1 и 2.

При температуре кристалла, меньшей максимально допустимой температуре, падение напряжения на резисто- 20 ре 12 меньше чем пороговое напряжение эмиттер-база транзистора 15, транзисторы 15-18 находятся в режиме отсечки и не влияют на работу стабилизатора. При увеличении темпе- . 25 ратуры кристалла падение напряжения на резисторе 12 возрастает, а напряжение эмиттер-база транзистора 15 уменьшается, и в этот момент, когда они становятся равными, 30 транзистор 15 открывается, появляется ток в его коллекторной цепи, часть коллекторного тока транзистора 15 через повторитель тока на транзисторе 18 вновь поступает в базовую цепь транзистора 15, это приводит . ÇS к лавинообразному увеличению коллекторных токов транзисторов 15-17.

Транзисторы 16 и 17 шунтируют управляющие входы регулирующих элементов 1 и 2, выключая тем самым стабилизатор. Температура последующего включения стабилизатора меньше темпаратуры выключения за счет дополнительного падения напряжения на резисторе 12, созданного током второго коллектора 29 транзистора .18 вмомент срабатывания узла защиты.

Двухполярный стабилизатор посто- . янного напряжения, содержащий первый и второй регулирующие элементы, силовые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входны-ми выводами, а силовые выходы — с первым и вторым выходными выводами, первую и вторую схемы управления регулирующими элементами, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих регулирующих элементов, узел задания статического режима, состоящий из первого поТемпература срабатывания узла 13 тепловой защиты определяется сле„дующим образом;

nf.-(ì„(ò„, -„1() ь (. — V»(x„„) где В,, и К, — значения сопротив- 55 лений резисторов ..

11 и 12;

V (Т) э6 Х вЂ” значение напряжения эмиттер-база транзистора 15 при некоторой "опорной" температ ре. Т =T„; (Т ) — напряжение стабист лизации стибили трона 10 при температуре Т=Т ; значение тейЖратурного дрейфа стабилитрона 10 в расчете на один градус;

Ь, — напряжение ширины запрещенной зоны кремния.

Диапазон температур, в котором стабилизатор находится в выключенном состоянии после срабатывания узла

13 тепловой защиты, определяется отношением площадей коллекторов

28 и 29 транзисторов 8 и 9. Так, например, при равных площадях эмитте. ров транзисторов 8 и 9 и отношении площадей коллекторов 28 и 29 10:1 диапазон температур, в котором стабилизатор находится в выключенном

4 состоянии, составляет 30-35 С. Узел ,:защиты двухполярных стабилизаторов от КЗ выходных выводов и тепловой перегрузки имеет высокую крутизну срабатывания за счет действия положительной обратной связи по пепи: база транзистора 15 — база транзистора 18 — коллектор 29 транзистора 18 — база транзистора Я.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый двухполяр:ный стабилизатор постоянного напря жения имеет повышенную функциональную надежность при возникновении короткого замыкания выходных. выводов и тепловой перегрузке, а также за счет более простой схемотехнической реализации узла комплексной защиты.

Формула изобретения

1464151.

Корректор В.Романенко

Заказ 82ч/51 Тираж 788 Подписное ъ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при. ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 левого, второго, третьего и четвертого биполярных транзисторов, стабилитрона, первого и второго резисторов, узел тепловой защиты, состоящий из пятого, шестого, седьмого и восьмого биполярных транзисторов и третьего резистора, узел защиты от короткого замыкания выходных выводов, состоящий из девятого,деся- 10 того, одиннадцатого и двенадцатого биполярных транзисторов, при этом первый и второй входы первой схемы управления соединены с первым и втоpblM выходными выводами соответственно, а ее третий вход подключен к общей шине, с которой также соединены эмиттеры девятого и десятого транзисторов и первый вход второй схемы уг. :-.авления, второй вход которой 20 подключен к,второму выхсдному выводу, затвор и исток первого транзистора соединен с первым входным выводом, а сток подключен к базе второго транзистора и к катоду стабили- 25 трона, коллектор второго транзистора соединен с коллектором и с базой третьего транзистора, с базой четвертого транзистора, коллектор которого подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента, эмиттер второго транзистора через последовательно соединенные первый и второй резисторы соединен с вторым входным выводом, с анодом стабидитрона и с эмиттером шестого тран35 зистора, база пятого транзистора подключена к точке соединения первого и второго резисторов и к коллекто,ру девятого транзистора, база которого соединена с коллектором и базой десятого транзистора,,эмиттер седьмого транзистора подключен к эмиттеру восьмого трBB=;H-тора, колСоставитель B,Åñèí

Редактор H.Яцола Техред Л.Олийнык лектор н база которого объединены, база шестого транзистора соединена с первым выводом третьего резистора; эмиттер одиннадцатого транзистора подключен к эмиттеру двенадцатого транзистора, коллектор и база которого соединены с базой одиннадцатого транзистора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности при коротком замыкании выходов и тепловой перегрузке, база седьмого транзистора подключена к базе второго транзистора и к катоду стабилитрона, коллектор седьмого транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора, восьмой транзистор выполнен двухколлекторным,. причем его первый коллектор и база соединены с коллектором пятого транзистора, а второй коллектор — с базой пятого транзистора, с коллектором одиннад- . цатого транзистора и с вторым выводом третьего резистора, эмиттер пятого транзистора соединен с вторым выходным выводом, коллектор шестого транзистора соединен с управляющим входом второго регулирующего элемен» та, эмитгеры одиннадцатого и двенадцатого транзисторов соединены с вторым выходным выводом, база одиннадцатого транзистора и база и коллектор двенадцатого транзистора подключены к общей шине, база девятого транзистора, база и коллектор десятого транзистора соединены с первым выходным выводом, причем второй, пятью, шестой, седьмой транзисторы имеют и-р-п-ти* проводимости, а третий, четвертый, восьмой, девятый„ десятый, одиннадцать,"."-". и двенадцатый транзисторы р-и-р-тип проводимости.