Стабилизатор постоянного напряжения

 

Использование: для питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения, в частности блоков ЭВМ, Сущность изобретения: стабилизатор содержит силовой п-р-птранзистор 4, фильтр 5, делитель напряжения 16, источник опорного напряжения 15, два управляющих п-р-п-транзистора 11 и 14, резистор 13, два p-n-р транзистора 9 и 10, датчик тока 3 и третий p-n-р транзистор 17. Схема отличается простотой и обеспечивает защиту стабилизатора от перегрузок по току. 1 з.п. . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 05 F 1/573

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889735/07 (22) 10.12.90 (46) 23.08,92. Бюл. М 31 (71) Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" (72) В.С. Уманский (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1328805, кл, G 05 F 1/56, 1986.

Левинзон С.8, Устройство защиты источников электропитания. — Радиотехника, 1989, М.1, с. 91-94. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕ НИЯ,, Ы,, 1756872 А1 (57) Использование: для питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения, в частности блоков Э BM. Сущность изобретения: стабилизатор содержит силовой и-р-итранзистор 4, фильтр 5, делитель напряжения 16, источник опорного напряжения 15, два управляющих и-р-и-транзистора 11 и 14, резистор 13, два р-и-р транзистора 9 и 10, датчик тока 3 и третий р-и-р транзистор 17. Схема отличается простотой и обеспечивает защиту стабйлизатора от перегрузок по току, 1 з.п. ф лы,2 ил, 1756872

Изобретение относится к электротехни- Целью изобретения является упрощеке:и может найти прймМение главным об- ние устройства. разом для питания радиоэлектронной Сущность изобретения состоит в том, аппаратуры общего-применения, в частно- что стабилизатор постоянного напряжения сти блоков ЭВМ,.:;.., ;,: 5 содержит включенные последовательно

Известен стабилизатор постоянного на- между входным и выходным выводами дат. пряжения, который содержит силовой и-р- чик тока, силовой и-р-и-транзистор и дросп-транзистор, DLC-фйльтр; делитель сель DLC-фильтра, конденсатор которого напряжения, резистор, блокуправления, че- включен между выходным выводом йобщей тйре управляющих-и-р-и-транзистора и 10 шийой. ИмеЮтся первый и второй р-и-р- одий р - n ð-транзистор, -. :. - "; " : .. "транзисторы, эмиттеры которых соединены

Основный недостатком стабилизатора с крайними выводами датчика тока, а базы является его сложйость; :, соединены между собой и йодключены к

Известен также стабилизатор постоян- коллектору второго р-n— - р-транзистора.

itorî напряжения; содержащйй "силовой 15 Имеются также первйй управляющий и-р— транзистор; DLC-фильтр, усилитель напря- . n-транзистор, эмиттер которого подключен жения, резистор, блок уйравления и управ- к общей шине, и первый резистор, первый ляющий транзистор;: .;:.:.,;.::::::. ::. :-.::. " -: - вывод которого соединен с общей шиной, а

Основйым недостатком этого стабили- второй вывод подключен к базе первого упзатора является,отсутствие защиты при ко- 20 равляющего и — p n-транзйстора. ротких замь каниях в нагрузке. -.. ::-:- "-: -" Имеется второй управляЮщий и-р-и,Наиболее близким к предлагаемому яв-" " транзистор, база которого соединена с йоляется стабилизатор постоянного напряже-" ложительным полюсом источника опорного ния, содержащий датчик тока, силовой — напряжения, отрицагельный "полюс котороп — р — n-транзистор, DLC-фильтр, первый и 25 ro подключен к общей шине; эмиттер соедивторой р-п-р-транзисторы, первый управ-" нен с выходом делителя напряжения, ляющий и-р-и — транзистор, первый рези- вкл1оченного Между выходным вйводом и" стор, - второй управляющий" общей шиной, а коллектор соединен с обп-р-п-транзистор, источник oriормого на- щей очкой баз первого и второго р-п рпряженияиделительнапряжения.Приэтом 30 транзисторов и коллектора второго последовательно между входным и выход- р ï-р-транзистора. ным выводами включены датчик тока, сило- В стабилизатор введен третий р-n — рвой и-р-и-транзйстор и дроссель транзистор,адатчиктока снабжен отводом, DLC-фильтра, конденсатор которого вклю- При этом эмиттер третьего р-и-р-транзи1 чен между выходными выводом и общей ши- 35 стора соедйнен с отводом датчика тока, кол"ной. Эмиттеры первого" и второго : "лектор подключен к общей точке базы р-и-р-транзисторов соедйнейы с крайними первого управляющего и-р-и-транзистоа и выводами датчика тока, а базы соединены первого резистора, а база — к общей точке между, собой и подключены к коллектору баз первого и второго р-ri- ð -транзисторов, второгор-п-р-транзистора.Эмиттерперво- 40 коллектора второго р-n — р-транзйстора и го управляющего ri- ð-п-транзистора под- коллектора второго управляющего и-р — иключен к общей шине. Первый вывод транзистора. При этом (<оллектор первого первого резиСтора соединен с общей ши- управляющего и-р-и-транзистора подклюной, а второй вывод подключен к базе пер- чен к базе второго управля ощего и-р-и" вого управляющего -и - р-п-транзистора, 45 транзистора, - а коллектор первого

База второго управляющего п-р — и-транзи- р — и-р-транзистора соединен с базой силостора соединена с положительным полюсом ваго п-р-п-транзистора. источника опорного напряжения, отрица-, ИСточник опорного напряжения выполтельный полюс которого подключен к об- нен на стабилитроне, параллельно которощей шийе. Эмиттер второго управляюфето 50 му подключен конденсатор, причем анод n — р - n-транзистора соединен с выходом де- стабилйтрона использован в качестве отрилителя напряжения, включенйого междувы- цательного полюса источника опорного находным выводом и общей шиной; а . пряжения, а катод стабилитрона, через коллектор соединен с общей точкой баз пер- второй резистор соединенный с бходнь|м вого и второго р-.п" р-транзисторов и кол- 55 выводам, испбльзован в качестве пол6жилектора второго р-.п -р-транзистора; : тельйого полюса источника опорно о наОсновной недостаток известного уст-,пряжейия. ройства состоит в сложности конструкции и На фиг. 1 показана принципиальная повышенной стоимости комплектующих иэ- электрическая схема предлагаемого стабиделий. лизатора постоянного напряжения; на фиг.

1756872

2 — временные диаграммы напряжений и рона 18, через второй резистор 20 соедитоков. Стабилизатор постоянного напряже- ненный с входным выводом 1, использован, ния (фиг. 1) содер>кит входной 1 и выходной . в качестве положительного полюса источни2 выводы, датчик 3 тока, силовой и-р-и- ка15опорйогонапряжения. Резисторы 21транзистор 4, DLC-фильтр 5 в составе дрос- 5 23 шунтируют базовые цепи транзисторов селя 6, конденсатора 7 и диода 8, первый 9 4, 17 и 14 соответственно. и второй 10 р-п-р-транзисторы, первый, уп- Стабилизатор работает следующим обравляющий и-р — и-транзистор 11; общую разом. шину 12, первый резистор 13, второй управ- В момент Т1 подачи напряжения Еп пиляющий и-р-и-транзистор 14, источник 15 10 тания на вывод 1 и шину 12 выходное йапряопорного напряжения и делитель 16 напря- жение Е х йа выходном выводе 2 еще равно жения, В стабилизатор введен третий р-и- нулю. Эмиттер транзистора 14 имеет поэтор-транзистор 17; а датчик 3 тока снабжен му близкий к нулю потенциал относительно отводом. Источник 15 опорного напряже-. общей шины 12; à íà его базу подается йания выполнен на стабилитроне 18 и конден- 15 пряжение от вывода 1 через резистор 20. саторе19. Имеются также резисторы 20-23. Опорное напряжение Е на базетранзистоМежду входным 1 и выходным 2 выво- . ра 14 в этих условиях стабилизируется стадами включены последовательно датчик 3 бйлитроном 18 (фиг. 2г). Транзистор 14. тока, силовой и — р-и-транзистор 4 и дрос- отпирается, благодаря чему -начийается сель DLC-фильтра 5, конденсатор 7 которо- 20 протекание тока через р-n — "р-транзйстор

ro включен между выходным выводом 2 и 10, включенный диодом. Как следствие, отобщей шиной 12. Эмиттеры первого 9 и BTo . пйраются транзисторы 9 и 4, через транзирого 10 p n р-транзисторов соединейы с стор 4 и дроссель 6 начинается протекание крайними выводами датчика 3 тока, а базы . пйлообраэного тока 14 заряда конденсатора соединены между собой и подключены к 25 7фильтра5(фиг.2а).Приэтомдиод8заперт, коллектору второго р-и — р-транзистора 10. через транзистор 9 и базоэмиттернйй йереЭмиттер первого управляющего- и-р-и- .. ход транзистора 4 протекает ток tg, пропортранзистора 11 подключен к общей шине . циональный току14 его коллектора (фиг, 2б).

12. Первый вывод первого резистора 13 со- По мере нарастания тока !4 выходное единен с общей шиной 12, а второй вывод 30 напряжение Е йа койденсаторе 7 и на подключен к базе первого управляющего шине 2 тоже нарастает то тех пор, пока не и — р — n-транзистора 11. База второго упраа- достигнет заданного номинального значеляющего п р — и-транзистора 14 соединена с ния, В этот момент времени Т2 напряжений положительным полюсом источника 15. на змиттере транзистора 14 и на выходе опорного напряжения, отрицательный по- 35 делителя 16, пропорциойальное E»ix, стано. люс которого подключен к общей шине 12, вится равнымопорномуйапряжению Е исэмиттер соединен с выходом делителя 16 точника 15 на базе транзистора 14, поэтому напряжения, включенного между выходным он запирается. В результате запираются как выводом. 2 и общей шиной 12, Коллектор: транзисторы 9 и 10, так и силовой транзитранзистора 14 соединен с общей точкой 40 стор 4. протекание тока l4 в момент Т2 пребаз первого 9 и второго 10 р-и-р-транзйсто- кращается, Если ток l4 при этом не достиг ров и коллектора второго р — и — р-транзисто-, . максимально допустимого значейия 1д, то ра 10.,;.." ток через транзистор 17 и базоэмиттерный

Эмиттер третьего р-и--р-транзистора йереход транзистора 11 оказывается слиш17 соединен с отводом датчика 3 тока, кол- 45 ком малым для оптирания транзистора 11 лектор подключен к общей точке базы пер- (фиг.2а). Транзисторы 17и11 в этихуслови-. вого управляющего и — р — и-трайзистора 11,и ях не влияют на работу стабилизатора (это первого реэйстора 13, а база — к общей достигается выбором величины части соточкебазпервого9ивторого10р-n — р-тран- противления датчика 3 между отводом и зисторов, коллектора второго р — n — р-тран- 50 правым крайним выводом); зистора 10 и коллектора второго В момент Tg, когда транзистор 4 запиуправляющего n — р-и-транзистора 14. При рвется, в индуктивности дросселя 6 возниэтом коллектор первого р — и — p-транзистора кает ЭДС самоиндукции, под действием

9 соединен с базой силового транзистора 4. которой отпирается диод 8. Энергия, накопИсточник 15 опорного напряжения вы- 55 ленная в индуктивности дросселя 6, передаполнен на стабилитроне 18, параллельно .ется в конденсатор 7 через диод 8 током 8 которому подключен конденсатор 19, .при- . (фиг. 2в). чем анод стабилитрона 18 использован е Помере разряда конденсатора 7фильткачествеотрйцательногополюса источника ра 5 на внешнюю нагрузку напряжение

15 опорного напряжения; Катод стабилит- E»i> на выходе стабилизатора уменьшает1756872

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последова- 3 тельно между входным и выходным выводами датчик тока, силовой и — р — n- òðàíэистбр и дроссель DLC-фильтра, конденсатор которого включен между выходным выводом и общей шийой, первыи и второй 4 р-и-р-транзисторы; змиттеры которых соединены с крайними выводами датчика тока, а базы соединены между собой и подключены к коллектору второго р-и-р-транзистося до тех пор, пока транзистор 14 не откроется снова, затем описанные процессы повторяются. Выходное напряжение Ео < получается стабилизированным, Предлагаемое устройство по своему принципу действия является релейно-импульсным стабилизатором. В нем в отличие от прототипа обеспечивается пропорционально-токовое управление силовым транзистором: ток базы транзистора 4 пропорционален току lq его коллектора. В свою очередь, ток !4 однозначно связан с величиной тока внешней нагрузки. Пропорционально-токовое управление позволяет обеспечить постоянство режима насыщения силового транзистора 4 в расширенном диапазоне изменений тока нагрузки, что способствует повышению КПД.

Если при возникновении перегрузки на выходе ток!4 в интервале времени (T>, ТЯ проводимости транзистора 4 @ости нет максимально допустимой величины!д, а напряжение EBblx существенно уменьшится, то ток коллектора транзистора 17 станет достаточным для отпирания транзистора 11, что привед ет к уменьш ению опорного напряжения Е15 почти до нуля и к запиранию транзисторов 14; 9 и 4 (фиг. 2а,г, штриховые линии). Этим достигается защита стабилизатора от перегрузок по току.

Формула изобретения ра, первый управляющий п — р — n-транзистор, змиттер которого подключен к общей шине, первый резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй

5 вывод подключен к базе первого управляющего и — р-п-транзистора, второй управляющий и — р-п-транзистор, база которого соединена с положительным полюсом источника опорного напряжения, отрицатель10 ный полюс которогб подключен к общей шине, змиттер соединен с выходом делителя напряжения, включенного между выходным выводом и общей шиной, а коллектор соединен с общей точкой баз первого,и вто15 рого р-и — р-транзисторов и коллектора второго р — n — р-транзистора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, в него введен третий "р — n — р-транзистор. а датчик тока снабжен отводом, причем змиттер

20 третьего р — и — р-транзистора соединен с от-. водом датчика тока, коллектор подключен к общеи точке базы первого управляющего

n-p - n-транзистора и первого резистора, а база — к общей точке баз первого и второго

25 р-n — p-транзисоров, коллектора второго ри-р-транзистора и коллектора второго управляющего п-р-п-трайзистора, при этом коллектор первого управляющего и-р-итранзистора подключен к базе второго уп30 ра вляю щего и — p — и-тра нзистора, а коллектор первого р-и-р-транзистора соединен с базой силового п р-п-транзистора.

2. Стабилизатор по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что источник опорного напряжения

5 выполнен на стабилитрбне, параллельно которому подключен конденсатор. причем анод стабилитрона использован в качестве отрицательного полюса источника опорного напряженйя, а катод стабилитрона, через

0 второй резистор соединенный с входным выводом, использован в качестве положи-: тельного полюса источника опорного напряжения, f756872

Е г

0 . 1

Составитель B.Уманский

Редактор О,Юрковецкая Техред M;Ìîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Заказ 3088 . Тираж -: .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открмтиям при ГКНТ СССР

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

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