Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (;:-з)оэ Со,)::-. ) т

Сацма)тмстмче<яч к

Республик (ll) 531143 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 15.01.75 (2l) 2097371/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.10.76. Бюллетень № з7 (51) M. Кл C O5 Г 58

ГосудаРотаенн1нй иомнтет

Соеатв Инннстроа СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621316.7 2. 1 (08 .8) (45) Дата опубликования описания 18,04.77 (72) Автор изобретения

И)» К.ц1вецов (7l) Заявитель

154) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изоб)рете.- ие опюсится к области электротехники и может быть использовано для зашиты стабилизатора и н ) рузки.

Извест "II стабилизатор, в котором орган зашиты обес»..чивает защиту стабилизатора от перегрузки IIo току, перенапряжения на входе 11) . Недостатком Tÿêolo стабилизатора является то, что орган защиты обеспечивает защиту стабилизатора по одному или двум из перечисленных параметров, но не защищает нагрузку от повышенного напряжения, )Ь1я зашиты на1рузки используется самостоятельный орган защиты, который контролирует напряжение на выходе стабилизатора, т.е. лля зашиты стабилизатора и нагрузки использую1ся самосто. ятельные органы за)циты.

Такое решение задачи зашиты стабилизатора и нагрузки существенно ухудшает его весо- габаритные характеристики, к.п.ц. и надежность.

Ьопес близким )ехническим решением к изобретении) являе1ся стабилизатор напряжения постоянного тока, сопсржацшй ре1у в)руко)цлй транзистор, верех(), в)м коллектор - )ми гтср l 00!)!I}(cxlfblfl через резисп)внь)й,)".)и 1сп» с ) в.,о11с м гранзисторIIoI(! усилится)) органа ))))цл)) ), ца)чнк г< ка ко1орого включен между коллектором регулирующего транзистора и входной клеммой стабилизатора, 3 выход соединен с исполнительным элементом ортана зашиты через пороговый узел (2) .

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет орган защиты от перенапряжения на входе, перегрузки по току, но не содержит органа зашиты нагрузки от повышенного напряжения. Когда нагрузкой, например, являются микро1п схемы, важно контролировать напряжение на нагрузке и в случае повышения напряжения отключать стабилизатор или нагрузку.

Целью изобретения является создание органа защиты, обеспечивающего защиту стабилизатора от

1в перегрузки по току, перенапряже)л1я на входе и нагрузки от повышенното напряжения, Это достигается тем, что орган защиты выполнен по дифференциальной схеме на )рех транзисторах, причем к средней точке указанного делителя напряжения и

2О точке соединения базового электрода транзистора усилителя, являю)цегося выходом усилителя, подключен пе )вый стабили1рон, база второго транзистора дифференциального усилителя подкпк)чена ко второму резистив ному цеп)1 телю, один крайний вывод которого полк)дочеll к точке соединения

53

>!;Irчика тока с входной кпсммой сибипизатора, a) дру)ой через второй стаблнитрон к другой входной клемме стабилизатора, эмиттер же третьего транзисзора подключен к точке соединения датчика тока с электродом регулирующего транзистора, его коллектор подключен к общему эмиттерному резистору первых двух транзисторов, а база через один из крайних выводов третьего резистивного дешггеля подключена к точке соединения полюса источника с датчиком тока, а через другой крайний вывод указанного делителя — к "минусу" дополни. тельного источника питания дифференциального усилителя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения иостоян1 ,ного тока.

Стабилизатор содержит датчик тока 1, включени Ш последовательно с регулирующим транзистором стабилизатора, дифференциальный усилитель 2 иа трех транзисторах, базовый делитель 3,4 раизистора 5 усилителя 2, подключенный к переходу коллектор -эмиттер регулирующего транзистора, причем к средней точке делителя 3,4 и коллектору регулирующего транзистора подключен стабинитрои 6: базовый делитель 7,8 транзистора 9 усиди спи ", иодкдюченный одной точкой к точке соединения датчика тока с входной клеммой сибипизатора, а другой через стабизштрон 10 к другой вхошмй клемме стабилизатора; транзистор l 1, базовый делитель 12,13 которого одной точ1кой подключен к точке соединения датчика тока 1 с

"плюсом" источника, а другой — к "минусу" питания дифференциального усилителя 2, эмиттер транзистора 11 подключен к точке соединения датчика тока 1 с электродом регулирующего транзистора, а коллектор к эмиттерному резистору 14 дифференциального усилителя 2; пороговый узел 15, подключенный к коллектору транзистора 5, выход которого соединен с исполнительным элементом 16 органа защиты; регулирующий транзистор 17.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе линейного стабилизатора напряжения изменение напряжения на переходе коллектор — эмитгер регулирующего транзистора пропорционально изменению входного напряжения.

1 Изменение напряжения на переходе регулирующего транзистора подается на базу транзистора 5 усилите. ля 2 через резиспаный делитель 3,4, а на базу транзистора 9 усилителя 2 через реэистивный делитель 7,8 изменение входного напряжения.

Для того, чтобы разность напряжений на базах транзисторов 9,5 усилителя 2 оставалась постоянной Во всем диапазоне изменения входного напряжения коэффиш ент деления делителей 7,8 и 3,4 выбирается равным и в одно плечо депителя7,8 включается стабилитрон 10, который обеспечивает зту разность, причем напряжение на базе транзистора 9 меньше напряжения на базе транзистора 5, вследствие чего последний открыт. Транзистор 11, также открыт, так как напряжение на базе, опредеl 1-13

16

Я6

40!! It M0c делителем 12.13 Bi>IIIK иап1 яж иия эми. It ра, определяемого папе)шем и;шрfl eIIIIs! па да чике тока 1, и с выхода порогового узла 15,подключенного к ксншектору транзистора 5 усилителя 2 не подается сигнал, вызывающий срабатывание исполнительного элемента 6 органа защиты.

При токовой перегрузке стабилизатора падение напряжения на датчике тока 1 возрастает, повышая напряжение на змиттере транзистора 1!, вследствие чего последний подзапирается, вызывая запирание транзистора 5 усилителя 2, Пороговый узел I S ou. рокидывается и с его выхода подается сигнал на исполнительный элемент 16 органа защиты, который отключает стабилизатор и нагрузку.

При повышении напряжения на нагрузке напряжение на переходе коллектор — эмиттер регулирующего транзистора уменьшается, а вместе с этим понижается напряжение на базе транзистора 5 усилителя 2, и как только напряжение на базе транзистора 9 станет достаточно выше, транзистор 5 усилителя 2 закроется. Пороговый узел IS опрокидывается, и с его выхода подается сигнал иа исполнительный злемент 16 органа защиты, который отключает стабилизатор и нагрузку.

При перенапряжении на входе стабилизатора напряжение на базе транзистора 5 усилителя 2, ограниченное стабилитроном 6, оказывается меньше напряжения на базе транзистора 9, вследствие кго напряжение на коллектсре транзистора 5 возрастает. Пороговый узел 15 опрокидьгвается, и с его выхода подается сигнал на исполнительный элемент 16 органа защиты, который отключает стабилизатор и нагрузку.

Замена нескольких органов защиты одним, обеспечивающим защиту стабилизатора, повышает клд,, надежность и улучшает весо-габаритные характеристики.

Кроме того, появляется возможность унификации органа защиты для линейных стабилизаторов напряжения.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор переходом коллектор — эмигтер, соединенный через реэистивный делитель со входом транзисторного усилителя органа защиты, датчик тока которого включен между коллектором регулирующего транзистора и входной клеммой стабилизатора, а выход соединен с исполнительным элемеитом органа защиты через пороговый узел, о т п и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности за счет обеснечеиия одновременной защиты стабилизатора от перегрузки по току перенапряжения на входе и нагрузки о повышенного напряжения, транзисторный усилитель органа защиты выполнен по дифференциальной схеме на трех транзисторах, причем к средней точке

l указанного делителя напряжения и точке с с;ц<ие5311 13

1 !

Составитель С. Горбачева

Техред М. Левицкая

Корректор Н. Золотовская

Редактор В. Левятов

Тираж 1029 Подписное

001ИИПИ Государственного комитета Совета Министров С(СР по делам изобретений и открытий

1 13!)35, Москва, Ж-35, Раугвская иаб., д. 4/5

Заказ 5406/149

Филиал ГП!!1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

IIII fI 6)33f)B()f f) .) )н:K I jif)if)I I 1)BII 31fcToPII Увили) елн. IIB л ян»це го с я н ы х одом усилителя, н одкл юче н IIB pB bt)I стабилнтрон, база второго транзистора дифференциального усилителя подключена ко второму резистивному делителю. один крайний вывод которого подклн)чен к точке соединения датчика тока с входной клеммой стабилизатора, а другой через второй стабилитрон — к другой входной клемме стабилизатора, эмиттер же третьего транзистора подключен к точке соединения датчика тока с электродом регулирующего транзистора, его коллектор подключен к общему эмиттерному резистору первых двух транзисторов, а база через один из б кряших выводов третьего резнстивного делителя подключена йу точке соединения полюса нс)очипка с датчиком тока и через другой крайний вывод указанного делителя — к "минусу дополнительного источника питания дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: й! 1. Патент США И 3S82713, кл. 371 — 71, 1971 (аналог} .

2. Авторское свидетельство 1I! 33бб53, кл G 05 f

1/10, 1970 (прототип}.