Стабилизатор напряжения
(щ 42IOOO
Оп ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соввтских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04.04.72 (21) 1768532/24-7! ! (5!) М. Кл. 6 051 1;56 с присоединением заявки (32) Приоритет
Опубликовано 25.03.74. Бю. петен! .",е 11
Дата опубликования описания 22.08.74
Гасударственна1й комитет
Совета Министров СССР оо делам иаооретений и откре1тнй
1 (53! УД1 621.„;6.722.1 (088.8) (72) Автор изобретения
Я. Е. Ряфалович
Харь ..овский политехнический институт им. 8, и. Ленина (71) Заявитель (54) С1 аЮ14Л14ЗЛТОР 11А111 Я КГ1-1Ие1
Изобретение относится к электротехнике н может быть использовано в полупроводниковых стабилизаторах постоянного напряжения с последовательным регулирующим элементом.
Известны стабилизаторы напряжения, содержащие включенный последовательно с нагрузкой регулирующий элемент (состоящий из регулирующего и управляющего транзисторов) и блок сравнения с усилителем постоянного тока.
Однако известным устройствам свойственны добавочные потери на резисторе, включаемом последовательно с нагрузкой и используемом в качестве датчика тока, или пали !ие дополнительного источника напряжения и нечувствительность к перегрузке по току.
Цель изобретения — просто и универсально обеспечить защиту стабилизатора, oocclle»iv при этом быстродействие и надежность его работы.
Это достигается тем, что между базой регулирующего и эмиттером управляю1цего транзисторов включены параллельно между собой резистор, кнопка и коллекторно-эмиттсрный переход защитного и — р — и транзистора, база которого через переменный резистор ПОдкл10чена к точке соединения дополнительного стабилитрона и балластного резистора, друго "i конец которого подключен к коллектору реГ i II!PE 10ЩСГО TP i!13!ICTOP I; TPA Г01! КОНЕЦ CT3билитрона подклю lcll к Обще!1 шине питания.
Сущность пзобрстс:.1Ия поясняется чертежом.
Устройство содср;к11т регулирующий транзистор 1, упрявдя:01цн!". Tp;!ii3истор 2, устройство за!цнгы 3, в которое входят транзистор защиты 4, бал"; lcl 1ый резистор 5, переменный резистор 6, рсзис11р 7, стяоилптрон 8, кнопка
9; блок срявисни:. 10 с усилителем постоянно10 го тока и нагрузка !1.
Принцип ряб»ты устройства защиты стабилизатора при умсньше1пш сопротивления нагрузки 1 11»И !I. 3. Иа выходе стабилизатора
0 О Ь Я С Н и С Т С ". С Л С; О I Ц11 М 0 0 P!I 30 A I .
15 Элемснты схс, ы успаойс-.вя зя1циты рассчн;а! ы T;iк, ч;о в .. рмялш1ом режиме (когдя пет переГруз»к !l ll! к. 3. Иа Вы "Оде стяоилизятора) тря!13!!С-.»; зшппты 1 насыщен и не
В:".ÈßCT НЯ ". 100Т, Сi Я".ОIIЛIIЗЯТОР;l.
20 При умсиьше:шн»проп;в "clIIIII пягпузкн 11, как только ток ирсвысит нскот»рое критическое значение. транзистор защиты 4 перехоДИТ ИЗ 111!С !э!11;Е1111» ГО j! C?Ii!I > i cl В,з П 1!Ей 1 1 Ьl и И 0 Граничнваст та.. б::зы рсгу;шрующсг» Tpанзи25 стора 1: стяоплнзят»р ия1!ре1жс11И11 переходит в режим огра!!И;с.ш1 T»ê;I. Прн дальнейшем уменьшсн1ш сопрот11вле11пя:1ягрузкн, тяк как
Т0х IIalpy3ки больше !!с увеличивается, начиняет мс. ьш 1т ьстl вьlходнос !lяпряжeii»e.
30 Уменьше вых»д1юг» папряжени;-; стабилн421000 (2) (з) (4) hl, ),hl„ кз — 3 1 - в l AUI3lIK в—
R, 55 б0
65 затора вызывает уменьшение падения напряжения на резис;оре б, так как язых + UIIsp+ кэз — бэз+ Us + Bi где Уб,р — напряжение база — эмиттер регулирующего транзистораа 1;
У„„Убэз - — НаПРЯ>КЕНИЕ КОЛЛЕКГОР—эмиттер и база — эмпттер транзистора защиты;
U, — напряжение па резисторе 6;
Е, — напряжение стабилитрона, которое выбирается немного мепьше выходного 11апря>кеНня 1вых, 1- бэр U,<ýç, 7бээ — малы по cpBBHeHHIO с UÄ х и Е1, поэтому ими можно пренебречь, тогда
U, = U,„„— Е., (Е, = const) Уменьшение падения напряжения на резисторе 6 уменьшает базовый и коллекторный токи транзистора защиты 4. Это приводит к уменьшению тока базы и эмиттера регулирую1цего транзистора 1, что, в свою очередь, уменьшает выходное напряжение. Л при соблюдении условия
il„P„> AU,„„ (1) действует положителы1ая обратная связь с коэффициентом усиления больше единицы и происходит лавинообразный процесс уменьшения выходного напряжения стабилизатора.
Из схемы устройства защиты видно, что где Л1эр — изменение эмиттерного тока регулирующего транзистора 1;
Ы, — изменение коллекторного тока транзистора защиты 4;
ЛУб — изменение тока резистора 6;
Р1, P4 — коэффициент усиления по току регулирующего транзистора 1 и защитного 4;
ЛУ,ых — изменение выходного напряжения;
Л вЂ” сопротивление нагрузки немного меньше номинального.
Подставляя в неравенство 1 значения параметров из выражений 2, 3, 4, после преобразования получим:
I р 3Аз>Рв (5)
Следовательно, в предлагаемом устройстве защиты стабилизатора при соблюдении неравенства 5 наступает лавинообразный процесс уменьшения выходного напряжения прп незначительном его уменьшении по сравнению с номинальным.
В устройстве защиты для выполнения неравенства 5 необходимо включить стабилитроц
8, напряжение Е1 которого зависит от величины сопротивления резистора б. Для лучшего
4 лавинообразного уменьшения выходного на1110!1же11и!! же;111 1елы10 opBTb Величиllу сопро
1пвления резистора 6 небольшой, а Е1 немного меньше U„,„„„„.
Уменьшение выходного напряжения приводи, к изменению полярности напряжения перехода база — эмиттер транзистора защиты 4, вследствие чего он закрывается. Напряжение па ьыходе становится практически равным нулю. 1 ок базы и коллектора регулирующего транзистора определяется резистором 7, который расчи 1 ывается из условия рассеивания мощности на регулирующем транзисторе не выше поминальной при выходном напряжении, равном нулю.
При к. з. ца выходе стабилизатора через переменный резистор 6 резко прикладывается папряжс в запирающем направлении к переходу база — эмиттер транзистора защиты 4, что приводит к быстрому его запиранию.
Дл11 восстановления нормальной работы
c àonëèçàòoðà необходимо устранить аварийную ситуацию и запустить схему кратковременным нажатием кнопки 9. При кратковременно закороченном переходе коллектор— эмиттер транзистора защиты 4 и резистора 7 в базу регулирующего транзистора 1 подается определенный ток, что восстанавливает нормальную работу стабилизатора, и на выходе его устанавливается номинальное напряжение.
Если аварийная ситуация не устранена, то кратковременное нажатие кнопки не восстановит нормальную работу стабилизатора.
Особенностью предлагаемого устройства защиты стабилизатора является то, что датчик тока перегрузки (транзистор защиты 4) не стоит в силовой цепи, у которого потребляемая мощность практически равна нулю, что упрощает и повышает к.п.д. стабилизатора в сравнении с известной схемой защиты.
Особенностью устройства защиты является и то, что при аварийной ситуации прикладывается напряжение в запирающем направлении к переходам база — эмиттер транзистора защиты 4, что обеспечивает быстрое и надежное его запирание, и при снятии аварийной ситуации нет необходимости отключать и включать мощный источник питания стабилизатора — достаточно кратковременно нажать слаботочную кнопку 9 (кнопка 9 с самовозвратом) .
Предмет изобретения
Стабилизатор напряжения, содержащий последовательный регулирующий и управляющий транзисторы, блок сравнения с усилителем постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и быстродействия, а также увеличения к.п.д. при перегрузках по току и коротком замыкании, между базой регулирующего и эмиттером управляющего транзисторов включены параллельно между собой резистор, кнопочный выключатель и коллектор421000
Составитель В. Новиков
Техред 3. Тараиепко
Корректор Н. Стельмах
Редактор О. Стеиииа
Заказ 1990/7 Изд, ¹ 651 Тира и 760 Под1игсиое
ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Мипистроз СССР по делам изобретений и о крь.тип
Москва, )К-З5, Ра гпская наб., д. П 5
Типография, пр. Сапунова, 2 но-эмиттерный переход заьцитпого тра пзпстора п — р — и типа, база которого через переменный резистор подключена к точке соединения дополнительного стабилитрона и бал31
I g I!,-.«стпого сз Ici.0ðà. причем другой конец стабплптропи подключен к общей шине пптаги1, а балластного резистора — к коллектору регул и р ующ=го транзистора.
77 Ъх
