Полупроводниковый стабилизатор напряжения

 

О Il И С А Н И Е (») 50684l

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) M Кл 6 05Г 1/58 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27,04.73 (21) 1909834/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата о публикования описания 06.05.76

Государствеииык комитет

Совета Мииистров СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. Г. Гайнутдинов, О. Е, Морозов и Г. И. Попова (71) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области радиотехники, в частности .к источникам питания, и предназначено для защиты регулирующего транзистора в стабилизаторах напряжения компенсационного типа с усилителем обратной связи от токовых перегрузок при коротком замыкании выхода стабилизатора.

Извсстны полупроводниковые стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащие составной регулирующий транзистор, включенный последовательно в выходную цепь, токостабилизирующий двухполюсник на транзисторе и диодах, усилитель постоянного тока, датчик перегрузки по току, транзистор защиты, коллектор которого подключен к базе составного регулирующего транзистора, а эмиттер — к общей точке входной и выходной цепи стабилизатора.

Недостатком таких стабилизаторов являются инерционность, а следовательно, и недостаточно высокая надежность защиты регулирующего транзистора и уменьшение стабильности выходного напряжения элементами защиты.

Кроме того, в известных стабилизаторах напряжения чаще всего все дорогостоящие элементы схем защиты (транзисторы) не участвуют в процессе стабилизации.

Цель изобретения заключается в повышении надежности и быстродействия защиты и исключении возможности уменьшения стабильности выходного напряжения стабилизатора элементами защиты.

Эта цель достигается за счет того, что предлагаемый стабилизатор снабжен сравнивающим узлом, один входной конец которого через резистор подключен к аноду диода, включенного в базу регулирующего транзистора, другой — к аноду диода токостабилпзнрующего двухполюсника, а выход соединен с ба10 зой транзистора защиты.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства, где 1 — опорный диод токостабилизирующего каскада, являющийся одновременно опорным диодом и для схемы сравне15 ния, при этом катод диода соединен с минусовым полюсом источника питания; 2 — опорный диод токостабилизирующего каскада, катод которого соединен с одним из входов сравнивающего устройства; 3 — резистор базы то20 костабилизирующего каскада; 4 — резистор эмиттера токостабилизирующего каскада, входящий в состав делителя напряжения; 5— транзистор токостабилизирующего каскада, являющийся одновременно запирающим тран25 зистором защиты; 6 — сравнивающий узел, имеющий два входа и один выход; 7 — резистор делителя напряжения; 8 — транзистор защиты; 9 — регулирующий транзистор, входящий в составной регулирующий элемент;

30 10 — диод датчика перегрузки по току; 11—

5Ð6841

20 7"

45 дополнительный транзистор, входящий в составной регулирующий элемент; 12 — усилитель постоянного тока; 13 — нагрузка стабилизатора напряжения;

Токостабилизирующий каскад выполнен на транзисторе 5, опорных диодах 1, 2, резисторе базы 3 и резисторе эмиттера 4, причем опорный диод 1, транзистор 5 и резистор эмиттера 4 участвуют и в процессе стабилизации выходного напряжения стабилизатора и одновременно выполняют функции элементов защиты. Делитель напряжения датчика перегрузки по току выполнен на последовательном соединении резистора эмиттера 4 токостабилизипующего каскада и резистора 7.

Диод 1 является одновременно частью опоры токостабилизирующего каскада и опорой сравнивающего узла 6.

В нормальном режиме, когда отсутствует перегрузка стабилизатора напряжения по току, сигнал, снимаемый с резистора 7 и датчика перегрузки по току, выполненного на последовательном соединении база-эмиттерного перехода регулирующего транзистора 9 и диода

1О, включен ного в цепь базы этого транзистора в прямом направлении, оказывается недостаточным для срабатывания сравнивающего узла 6, закрытого напряжением смещения, снимаемым с резистора эмиттера 4. При перегрузке стабилизатора по току или коротком замыкании на его выходе возрастает ток коллектора, а следовательно, и ток базы регулирующего транзистора 9. В связи с этим ал ебраическая сумма напряжений, снимаемых е датчика перегрузки по току и резистора 7, тоже возрастает и становится больше запирающего напряжения смещения, Сравнивающий узел 6 срабатывает и выдаст сигнал на базутранзистора защиты 8. Транзистор защиты 8 открывается и уменьшает потенциал коллектора транзистора 5 токостабилизирующего каскада и базы дополнительного транзистора 11 относительно плюсовых полюсов выхода стабилизатора напряжения и источника питания. Ток коллектора дополнительного транзистора 11 ограничивается, а следовательно, ограничивается ток базы и ток коллектора регулирующего транзистора 9.

При этом ток транзистора 5 уменьшается, уменьшая запирающее напряжение смещения„ снимаемое с резистора эмиттера 4, и удерживая тем самым сравнивающий узел 6 в сработанном состоянии.

Включение диода 10 в цепь базы регулирующего транзистора 9 в прямом направлении увеличивает крутизну входной характеристики этого транзистора, что приводит к повышению быстродействия защиты, а следовательно, и к повышению надежности стабилизатора.

Регулирующий транзистор 9 продолжает подавать питание к нагрузке 13 с уменьшенным током и при этом не происходит повреждения регулирующего транзистора 9, источника питания и нагрузки 13.

После прекращения перегрузки стабилизатор напряжения автоматически переходит в нормальный режим работы.

Использование элементов токостабилизирующего каскада одновременно и в качестве элементов защиты позволяет исключить уменьшение стабильности выходного напряжения стабилизатора элементами защиты при изменении входного напряжения.

Формула изобретения

Полупроводниковый стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки по току, содер- жащий составной регулирующий транзистор, включенный последовательно в выходную цепь, токостабилизирующий двухполюсник на транзисторе и диодах, усилитель постоянного тока, датчик перегрузки по току, транзистор защиты, коллектор которого подключен к базе составного регулирующего транзистора, а эмиттер — к общей точке входной и выходной цепи стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, стабилизатор снабжен сравнивающим узлом, один входной конец которого через резистор подключен к аноду диода, включенного в базу регулирующего транзистора, другой — к аноду диода токостабилизирующего двухполюсника, а выход соединен с базой транзистора защиты.

506841

Составитель В. Круглова

Техред Н. Локтионова

Корректор A. Галахова

Редактор И. Шубина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 976/18 Изд. № 1175 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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