Стабилизатор напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ)5 G 05 F. 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОЬУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4764300/07 (22) 04.12.89 (46) 23.12.91. Бюл. tt 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт "Электронстандарт" (72) В.Ф.Кожекин (53) 621.3 16.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство ГСГР

М 1332294, кл, Г, 05 Г 1/569, 1986.

2. Применение интегральных схем.

Справочное руковолство пол ред.А.Ульямса.- М.: Мир, 1987, ч.1-432, с.270, рис.5.9. (54) ГТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к элекИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, в котором управление регулирующим TpRíçèñòîðoì осуществляется первым транзистором, эмиттер которого через резистор соединен с входной клеммой, а база с источником опорного напряжения, коллектор соелинен с выходом блока управления Pl), Данное устройство имеет низкую стабильность работы, температурный дрейф порога срабатывания, влияние схемы защиты на регулирующий. транзистор и в нем не предусмотре-. на возможность изменения выходного напряжения. Все это ограничивает область использования устройства.

„„SU„„1700547 A 1

2 тротехнике и может быть использовано в системах электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - расширение области использования путем увеличения диапазона изменения напряжения и тока. Новое решение в организации

-цепей защиты устройства от перегру" зок по току с помощью компаратора путем управления усилителем ошибки и первым транзистором соответственно регулирующего транзистора уменьшает диапазон изменения тока нагрузки и увеличивает диапазон выходного напряжения стабилизатора.

1 ил.

Известен также стабилизатор напряжения, который содержит регулирующий транзистор, усилитель ошибок, источник опорного напряжения, источник тока, транзисторы ограничения тока и теплового выключения, датчик тока,лелитель,диод, первый и второй резисторы. Усилитель ошибки сравнивает напряжение от источника опорного напряжения с напряжением со среднего вывода делителя, изменяя проводимость регулирующего тран-. зистора и,соответственно, поддерживая выходное напряжение устройства. При падении напряжения на датчике тока, меньшем напряжения открывания, транзистор ограничения тока закрыт и на работу регулирующего транзистора не влияет. Если же напряжение на резисторе превышает этот уровень, транзистор открывается и ограничивает. даль1700547 нейший рост тока . Транзистор теплового включения, на базу которого задается предварительное смещение,обеспечивает тепловую защиту устройства (2J.

Одним из недостатков схем, в которых используется транзистор ограничения тока является снижение.КПД вторичного источника из-за потерь. мощности в датчике тока. Для уменьшения этих потерь сопротивление резистора датчика тока выбирают возможно меньшим, однако в этом случае . требуется повышение чувствительности органа защиты. Иэ-за относительно большого напряжения, необходимого для открывания транзистора, требуется применение резистора с большой мощностью рассения. Кроме того, па дение напряжения на этом резисторе снижает максимальную амплитуду выходного сигнала. Не менее важным обcToRTeJlbcTBoM является ограничение максимального выходного напряжения параметрами (максимальным выходным напряжением) усилителя ошибки, при реализации которого на операционном усилителе общего применения величина его не превышает (10-12)В.

Б целом указанные недостатки ограничивают область использования устройства.

Целью изобретения является расширение областй использования устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения, содержащий усилитель ошибки, источник

I опорного напряжения, источник тока, 40 регулирующий транзистор, первый и второй транзисторы, датчик тока, делитель, диод, первый и второй резисторы, причем источник тока включен между коллектором и базой, база регу-, 5 лирующего транзистора соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, с которой также соединены источник опорного напряжения v первый входной вывод делителя, средний вывод которого соединен с инвертирующим входом усилителя ошибки, а второй входной вывод - с первым выводом датчика тока, второй вывод которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, первые выводы первого и второго резисторов соединены между собой, введены компаратор, триггер и ключ, причем первый и второй входы компаратора соединены с соответст вующими выводами датчи ка тока, а выход соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с базой первого транзистора, с вторым выводом второго резистора и с входом ключа, первый выход которого соединен с входом управления усилителя ошибки, выход которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, первый вывод диода соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, а второй вывод - с общей шиной, с неинвертирующим входом усилителя ошибки, вторым выводом ключа и базой второго транзистора, при этом усилитель ошибки вывполнен программируемым.

Управление регулирующим транзистором через второй транзистор, база которого соединена с общим проводом, позволяет увеличить диапазон изменения выходного напряжения. Использование компаратора позволяет уменьшить значение сопротивления датчика тока, соответственно, диапазон контролируемого тока нагрузки.

Новое решение в оргациэации цепей защиты устройства от перегрузок по току с помощью компаратора путем управления усилителем ошибки и первым транзистором соответственно регулирующего транзистора позволяет уменьшить значение сопротивления датчика тока, соответственно, увеличить диапазон изменения тока нагрузки, уве-, личить диапазон (максимальное значение) выходного напряжения устройства, а в целом обеспечить расширение области использования стабилизатора напряжения.

На чертеже изображена структурная схема стабилизатора напряжения.

Устройство содержит регулируюц|ий транзистор 1, источник 2 тока, первый резистор 3, первый транзистор 4, второй транзистор 5, усилитель 6 ошибки, делитель 7, источник 8 опорного напряжения, датчик 9 тока, ком- паратор 10, триггер 11, второй резистор 12, ключ 13 и диод 14.

Устройство работает следуюшим образом.

1700547

В исходном состоянии нагрузка стабилизатора напряжения не выше номинальной, падение напряжения на датчике 9 тока меньше напряжения срабаистывания компаратора, триггер 11 в исходном состоянии, соответственно вывод управления усилителя 6 ошибки

" через ключ 13 соединен с общим провором, т.е. задается режим обычного усилителя, сравнивающего два напряжения: с источника 8 опорного напряжения и среднего вывода делителя 7.

На базу первого транзистора 4 подано напряжение с диода 14 и он не оказывает влияния на регулирующий транзистор 1. Усилитель 6 ошибки через второй транзистор 5 управляет- проводимостью регулирующего транзистора 1, обеспечивая постоянство выходного напряжения устройства. При превышении тока нагрузки номинальной величины срабатывает компаратор 10 и триггер 11, который с помощью ключа 13 переводит усилитель 6 ошибки в режим 25 микротоков (выходное напряжение стремится к нулю), а для повышения надежности защиты используется первый ,транзистор 4, также управляемый триггером 11. 30

Техническая эффективность устройства определяется минимальным влиянием цепей з-..:щиты на цепи, задающие основные техн ческие параметры стабилизатора - номинальный ток и напряжение, т.е. на источник опорного напряжения, усилитель ошибки,. второи и регулирующий транзисторы. Минимизация сопротивления датчика тока, косвенный путь влияния на регулируюц|ий элемент защиты, работающей в ключевом режиме, позволило расширить диапазон изменения напряжения и тока и соответственно расширить область использования. 45

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения, содержащий усилитель ошибки, источник опорного напряжения, источник тока, регу-. лирующий транзистор, первый и второй транзисторы, датчик тока, делитель, диод, первый и второй резисторы, причем источник тока включен между коллектором и базой, база регулирующего транзистора соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, с которой также соединены источник опорного напряжения и первый входной вывод делителя, средний вывод которого соединен с инвЕртирующим входом усищ теля ошибки, а второй входной вывод - с первым выводом датчика тока, второй вывод которого соедииен с эмиттером регулирующего транзистора, первые выводы первого и второго; резистора соединены между собой, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования путем увеличения диапазона изменения напряжения и тока, в него введены компаратор, триггер и ключ, причем первый и второй входы компаратора соединены с соответствующими выводами датчика тока, а выход соединен с первым входом триггера, выход KQToporo соединен с базой первого транзистора, с вторым выводом второго резистора и с входом ключа, первый выход которого соединен с входом управления усилителя ошибки, выход которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с базой регулируюшего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, первый вывод диода соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, а второй вывод с общей шиной, с неинвертирующим вхолом усилителя ошибки, вторым выводом ключа и базой второго транзистора, при этом усилитель ошибки выполнен программируемым.

1700547

Составитель С.Каленов

Техрел A,1(равчук

Корректор И. Эрдейи

Редактор М,Янкович

У,Заказ 4467 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101