Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичных источников электропитания. Цель - повышение надежности. В стабилизатор введены параметрический стабилизатор 10 напряжения и транзисторный ключ 13, которые при нормальном режиме не работают. В случае аварии они включаются. Мощность, рссеиваемая на транзисторе 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6, сжимается. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 F 1/569

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ПО Г а к1

-ВХ (61) 1003056 (21) 4610619/24-07 (22) 22.08.88 (46) 15.12.90. Бюл, ЬЬ 46 (72) Д,А,Чернявский, В.К,Бурлаков и А.Д.Чернявский (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1003056, кл. G 05 F 1/569, 1981. (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

СТОЯННОГО ТОКА

Ы2,, 1614012 А2 (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичных источников электропитания. Цель —.повышения надежности. В стабилизатор введены параметрический стабилизатор 10 напряжения и транзисторный ключ 13, которые при нормальном режиме не работают. В случае аварии они включаются. Мощность, рассеиваемая на транзисторе 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6, снижается. 1 ил.

1614012

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и касается усо- . вершенствования стабилизатора по авт.св.

¹ 1003056.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора напряжения постоянного тока.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор напряжения содержит регулирующий транзистор 1, балластный резистор 2, делитель 3 напряжения, источник 4 опорного напряжения, усилитель 5 постоянного тока, силовой токостабилизирующий двухполюсник 6 с транзистором 7, вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник 8, разделительный диод 9, параметрический стабилизатор 10 напряжения с резистором 11 и стабилитроном 12, транзисторный ключ 13 с транзистором 14, резистором 15 и конденсатором 16, Позицией 17 на схеме обозначена нагрузка стабилизатора напряжения.

Регулирующий транзистор 1 включен последовательно с балластным резистором

2 между выходными шинами стабилизатора напряжения, к которым подключен также делитель 3 напряжения. Входы усилителя 5 постоянного тока соединены с выходом делителя 3 напряжения и источником 4 опорного напряжения, а выход — c базовой цепью регулирующего транзистора 1. Силовой токостабилизирующий двухполюсник 6 включен в потенциальную шину стабилизатора между соответствующими входным и выходным выводами, а вспомогательный токостабилиэирующий двухполюсник 8 — в цепь смещения силового токостабилизирующего двухполюсника 6.

Транзисторный ключ 13 введен между потенциальным входом и базой транзистора 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6. Коллектор транзистора 14 транзисторного ключа 13 подключен к базе транзистора 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6, эмиттер — к входному потенциальному выводу, база соединена через конденсатор 16 с укаэанным входным выводом, а через резистор 15 — с выходом параметрического стабилизатора 10 напряжения, включенного между входным и выходным потенцильными выводами.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

В нормальном режиме работы, когда ток нагрузки 17 и напряжение на входном и выходном потенциальных выводах имеют

50 силовой токостабилизирующий двухполюсник 6, резко уменьшается (практически падает до нуля), а следовательно, уменьшается . мощность рассеяния на транзисторе 7 силового токостабилиэирующего двухполюсника 6.

При возрастании тока в цепи нагрузки 17 выше максимально допустимого. что эквивалентно уменьшению сопротивления нагрузки

17, или при возникновении короткого замыкания в этой цепи происходит перераспределе5

40 значения, близкие к номиналу (установившийся режим), ток 4, с,, от первичного источника питания, стабилизированный силовым токостабилизирующим двухполюсником 6, равен сумме тока Iper.rp., протекающего через регулирующий транзистор 1, и

ТоКВ нагр.ном., протекающего В цепи нагрузки 17, т«1вх.ст. = per.тр + нагр.ном При этом параметрический стабилизатор 10 не работает, так как напряжение между входным и выходным выводами стабилизатора напряжения меньше напряжения стабилизации стабилитрона 12, а следовательно, в цепи, состоящей из балластного резистора 11 и стабилитрона 12, ток не протекает, нет падения напряжения на балластном резисторе 11, транзистор 14 транзисторного ключа

13 закрыт. Постоянная времени в базовой цепи транзистора 14 транзисторного ключа

13 выбирается больше, чем постоянная времени стабилизатора напряжения в целом, что обеспечивает надежность включения стабилизатора напряжения, Таким образом, описываемый стабилизатор напряжения в нормальном режиме работы обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и необходимый ток нагрузки.

При перенапряжении по входу возрастает мощность рассеяния на транзисторе 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6 за счет увеличения падения напряжения между эмиттером и коллектором транзистора 7 даже при наличии стабилизированного тока, протекающего через этот транзистор. При достижении напряжения между входным и выходным потенциальными выводами стабилизатора напряжения, равного напряжению стабилизации стабилитрона 12, через цепь параметрического стабилизатора 10, балластный резистор 11 и через стабилитрон 12 начинает протекать ток, увеличивается падение напряжения на балластном резисторе 11, транзистор 14 транзисторного ключа 15 открывается и переходом коллектор — эмиттер шунтирует цепь смещения базы транзистора 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6, в результате чего ток, протекающий через

1614012

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока по авт.св. М 1003056, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены параметрический стабилизатор напряжения. и транзисторный ключ на резисторе, конденсаторе и транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора силового токостабилиэи рующего двухполюсника, эмиттер — с входным выводом, база соединена через конденсатор с указанным входным выводом, а через резистор — с выходом параметрического стабилизатора напряжения, включенного между входным и выходным выводами.

Составитель С.Ситко

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3893 Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ние значений токов, протекающих в цепях регулирующего транзистора 1 и нагрузки

17, При этом одновременно с возрастанием тока в цепи нагрузки 17 уменьшается ток в цепи регулирующего транзистора 1 за счет 5 действия цепи обратной связи, что эквивалентно увеличению динамического сопротивления регулирующего транзистора 1, а следовательно, уменьшению роли его регулирующего (шунтирующего) действия по отно- 10 шению к сопротивлению нагрузки 17, которое становится определяющим. Одновременно с уменьшением сопротивления нагрузки 17 увеличивается динамическое сопротивление токостабилизирующего транзистора 7, что 15 приводит к уменьшению выходного напряжения стабилизатора, размыканию цепи обратной связи и увеличению напряжения между входным и выходным потенциальными выйодами, а следовательно, к включению стаби- 20 литрона 12.

Увеличение падения напряжения на балластном резисторе 11 приводит к включению транзистора 14 транзисторного ключа 13, который переходом коллектор — эмиттер шунти- 25 рует цепь смещения базы транзистора 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6, резко уменьшая ток, протекающий через него, и предотвращая era от перегрузки по мощности рассеяния. 30 . Таким образом, независимо от причины, в результате которой возникает перегрузка транзистора 7 силового токостабилизирую щего двухполюсника 6 (от перенапряжения по входу или от перегрузки по току в цепи 35 нагрузки 17), механизм сра баты вания транзи- . сторного ключа 13 один и тот же. Как при перенапряжении по входу и стабилизированном выходном напряжении, так и при постоянном входном напряжении и пониженном выходном напряжении в результате перегрузки по току или короткого замыкания в цепи нагрузки 17 увеличивается напряжение между входным и выходным потенциальными выводами, что приводит к автоматическому срабатыванию параметрического стабилизатора 10 напряжения и транзисторного ключа 13, что позволяет в конечном итоге гарантировать повышенную надежность работы стабилизатора напряжения за счет снижения мощности рассеяния на транзисторе 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6.

Кроме того, достигается снижение мощности, потребляемой от первичного источника питания, уменьшение размеров теплоотвода транзистора 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6 и снижение массогабаритных показателей стабилизатора напряжения.