Непрерывный стабилизатор напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем упрощения и полного запирания регулирующего элемента при перегрузках. Стабилизатор содержит включенные в силовую шину регулирующий элемент 1 и датчик тока 2, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 12 защиты. При перегрузке сигналом с датчика тока 2 стабилизатор переходит в режим стабилизации тока. Выходное напряжение начинает уменьшаться и через первый делитель 7 напряжения разностью выходного и опорного напряжений заряжается конденсатор 17 и открывается второй диод 15, подключая заряженный конденсатор 17 к инвертирующему входу операционного усилителя 12 защиты, который опрокидывается и своим сигналом выключает регулирующий элемент 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

И9! (1!) А1 (51)5 G 05 F 1 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рык

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

,(21) 4480731/24-07, (22) 07.09.88 (46) 15.08.90. Бюл. R - 30 (72) Ю.Н. Шуваев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Алексеенко А.Е. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. М.:

Радио и .связь, 1981, с. 156-!57.

Авторское свидетельство СССР

У 1365064, кл. G 05 F 1/569, 1985. (54) НЕПРЕРЫВНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем упрощения и пол2 ного запирания регулирующего элемента при перегрузках. Стабилизатор содеряят включенные в силовую шину регулирующий элемент 1 и датчик тока 2, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя !

2 защиты. Нри перегрузке сигналом с датчика тока 2 стабилизатор переходит в режим стабилизации тока. Выходное напряжение начинает уменьшаться и через первый делитель 7 напряжения разностью выходного и опорного напряжений заряжается конденсатор 17 и открывается второй диод 15, подключая заряженный конденсатор 17 к инвертирующему входу операционного усилите . ля 12 защиты, который опрокидывается Е и своим сигналом выключает регулирующий элемент 1. 1 ил.

1585788

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппара5 туры.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем упрощения и полного запирания регулирующего элемента при перегрузке.

На чертеже изображена схема стабилизатора.

Непрерывный стабилизатор напряжения содержит последовательно включенные в силовую шину регулирующий элемент 1 на транзисторах и датчик 2 тока, два источника опорного напряжения на первом 3 и второй 4 стабилитронах, включенные последовательно и общим выводом соединенные с выходным. силовым выводом, Управляющий вход регулирующего элемента 1 подключен через первый 5 резистор к выходу дифференциального усилителя 6 постоянно" 25. го тока, входы которого соединены соответственно с выходным силовым выводом и первым выходом первого делителя 7 напряжения на резисторах

8-10, подключенного через первый стабилитрон 3 к выходным выводам. Управляющий вход регулирующего элемента 1 через первый диод 11 подключен к выходу операционного усилителя 12, неинвертирующий вход которого под35 ключен к выходу второго резистивного делителя 13, включенного параллельно стабилитрону 3 первого источника опорного напряжения. Инвертирующий выход операционного усилителя 12 подключен соответственно через второй резистор 14 к точке соединения регулирующего элемента 1 и датчика 2 тока, и через последовательно соединенные второй диод 15 и третий ре- 45 зистор 16 — к второму выходу первого делителя 7 напряжения, а конденсатор

17 подключен к точке соединения второго диода 15 с третьим резистором

16 и через второй стабилитрон 4 к вы50 ходному силовому выводу.

Кроме этого, возможно также подключение конденсатора 17 к общему выходному выводу, а вывода третьего резистора 16 к выходу дополнительного 55 делителя 18 напряжения на резисторах

19 и 20, включенного параллельно первому 7 делителю напряжения.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

При нормальном режиме работы и токе нагрузки, меньшем тока срабатывания защиты, напряжение на датчике 2 тока, т,е. на инвертирующем входе операционного усилителя 9, меньше, чем опорное напряжение на его неинвертирущщем входе, устанавливаемое при помощи второго реэисторного делителя

10 напряжения. Второй реэисторный делитель 10, подключенный к выводам первого, стабилитрона 3, служит в качестве дополнительного источника опорного напряжения защиты.

Сопротивления резисторов 8-10 первого резисторного делителя 7 напряжения или сопротивления резисторов 19 и 20 третьего реэисторного делителя

18 напряжения выбираются такой величины, что напряжение на аноде второго диода 15 ниже, чем напряжение на его катоде, поэтому второй диод 15 закрыт и не влияет на состояние операционного усилителя 12. Вследствие этого операционный усилитель 12 находится в первом устойчивом состоянии, при котором на его выходе присутствует положительное напряжение относительно силового выходного вывода. Поэтому первый диод 11 закрыт и узел защиты не влияет на работу стабилизатора. Конденсатор 17 временной задержки при нормальном режиме работы не влияет на работу стабилизатора напряжения.

При перегрузке по току или коротком замыкании напряжение на датчике

2 тока увеличивается, напряжение на выходе операционного усилителя 12 снижается и становится отрицательным относительно силового выходного вывода стабилизатора, первый диод 16 открывается. Вследствие этого регулирующий элемент 1 начинает подзакрываться, выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора уменьшаются, напряжение на датчике 2 тока становится равным опорному напряжению, поступающему со среднего вывода второго резисторного делителя 13 напряжения, и стабилизатор переходит в режим стабилизации тока, à его выходное напряжение продолжает уменьшаться.

При уменьшении выходного напряжения стабилизатора напряжение на вто.— ром выводе цепочки, состоящей иэ второго диода 15 и третьего резистора

16, относительно силового выходного

1585788

15

20 вывода повышается, конденсатор 17 временной задержки начинает подзаряжаться и напряжение на аноде второго диода 15 повышается. Диод 15 открывается,и напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 12 повышается, тогда как напряжение на его неинвертирующем входе остается постоянным, и операционный усилитель

12 через время, определяемое конденсатором 17 временной задержки, переходит во второе устойчивое состояние, при котором напряжение íà его выходе имеет минимальное отрицательное значение. Вследствие этого регулирующий элемент 1 закрывается и схема "опрокидывается . В этом режиме напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 12 выше, чем напряжение на

era неинвертирующем входе, операционный усилитель находится во втором ус-. тойчивом состоянии, при котором напряжение на его выходе минимально, .т.е. имеет отрицательное значение относительно силового выходного вывода, регулирующий элемент 1 полностью закрыт, напряжение и ток нагрузки стабилизатора равны нулю.

Для возврата схемы в исходное состояние необходимо после устранения неисправности на короткое время выключить, а затем повторно включить стабилизатор.

При кратковременных перегрузках стабилизатора по току, например, при его включении на нелинейную нагрузку (в частности на цепь накала), сопротивление которой увеличивается при прогреве, стабилизатор переходит в режим стабилизации тока и.если время действия перегрузки меньше времени заряда конденсатора 17, схема не опрокидывается и после окончания перегрузки переходит в нормальный режим работы или возвращается в исходное состояние, т.е. в режим стабилизации напряжения.

Таким образом, при кратковременных перегрузках по току стабилизатор переходит в ражим стабилизации тока и ограничивает ток нагрузки на заданном уровне, а при длительной перегрузке по току или коротком замыкании происходит полное запирание регулирующего элемента, выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора становится равными нулю.

Указанный алгоритм работы расширяет функциональные возможности устройства и позволяет использовать стабилизатор также для питания нелинейной нагрузки, например цепей накала, сопротивление которых значительно изменяется в процессе. работы. При запуске аппаратуры, когда сопротивление цепи накала мало, стабилизатор работает в режиме стабилизации тока, а после прогрева цепи накала и увеличения ее сопротивления стабилизатор переходит в режим стабилизации напряжения. Емкость конденсатора временной задержки выбирается чакой величины, чтобы цепь накала успела выйти на режим до "опрокидывания" стабилиза— тора.

Ф о р м у л а и з о б р е т е í è ÿ

Непрерывный стабилизатор напряжения, содержаший последовательно включенные в силовую шину регулирующий элемент и датчик тока,. два источника опорного напряжения на первом и втором стабилитронах, соединенные последовательно и общим выводом подключенные к силовому выводу, управляющий вход регулирующего элемента через первый Резистор соединен с выходом дифференциального усилителя постоянного тока, входы которого подключень: соответственно к выходному выводу и первому выходу первого резистивного делителя напряжения, подключенного через первый источник опорного напряжения к выходным выводам. операцион40 ный усилитель защиты выходом через первый диод подключен к управляющему входу регулирующего элемента, инвертирующий вход операционного ус,п.,ителя через второй резистор подключен к

45 точке соединения регулирующего элемента и датчика тока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей путем упрощения

I и полного запирания регулируюшего элемента при перегрузках, в него вве-. дены второй диод, третий резистор, конденсатор и Второи резистивный де литель напряжения, причем неинвертиРуюп ий вход опеРационного усилителя защиты подключен к выходу второго резистивного делителя напряжения, включенного параллельно первому источнику опорного напряжения, а инвер1585788

Составитель В. Мосин

Техред .П.Сердюкова Корректор В. Гирняк

Редактор Е. Копча

Тираж 651

Заказ 2327

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

° тирующий вход через последовательно соединенные второй диод и третий резистор подключен к второму вьгходу первого резистивного делителя напряжения, кроме этого, конденсатор включен между точкой соединения второго диода с третьим резистором и выводом второго источника опорного напряжения.