Стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дц 56l95I

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.12.75 (21) 2188765 07 с присоединением заявки ¹ (23) Прнорнтет

Опубликовано 15.06.77. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 13.06.77 (51) М. Кл. - б 05г 1, 58

". осударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобрстсння

C. 8. Левинзон, С, А. Керцман и Б. С. Э!"!гель (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение может оыть использовано в различных устройствах электропитания, автоматики и вычислительной техники.

Известен стабилизатор постоянного напря>кения (1), содержащий регулирующий элемент и орган защиты с датчиком сигнала перегрузки, соединенным с исполнительным элементом по цепи питания, подключенным к дополнительному источнику смещения, поло>кительный полюс которого через один из нормально разомкнутых контактов коммутатора исполнительного элемента соединен с базой регулирующего транзистора, а отрицательный полюс через диод развязки соединен с его эмиттером.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор постоянного напряокения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер н коллектор которого подключены соответственно к входному. и выходному зажимам, согласующие транзисторы противоположного относительно регулирующего транзистора типа проводимости, первый из которых эмиттером и коллектором подключен к коллектору и базе регулирующего транзистора, а второй соединен эмиттером и коллектором соответственно с базой первого согласующего и эмиттером регулирующего транзисторов, и блок защиты от перегрузок и коротких замыканий с датчиком тока и исполнительным элементом, подключенным к базе согласующего транзистора (2).

Недостатки известных устройств заключаются в следующем: включение резнстивного датчика в выходную силовую цепь стабилизатора приводит к ухудшению к. п.д. устройства в целом; защита дает возможность только ограничить ток нагрузки, но не свести его к минимуму, что бывает необходимым для ряда устройств приема и передачи дискретной информации (В0311ожна ложная переда 1а нлн прпем команд и т. д.); при снятии возмущающего воздействия устройство возвращается в исходное состоя15 ние, т. е. возможен режим работы «пульсара» при значительных величинах ограниченных токов, что может привести к выходу нз строя регулирующего элемента.

Для повышения к.п. д. и расширения функ20 циональных возможностей в предлагаемом стабилизаторе датчик тока включен между коллектором регулирующего и эмиттером первого согласующего транзистора.

Исполнительный элемент блока защиты

25 может быть выполнен на транзисторе, эмнттер и Оаза которого подкл!очсны к,да1 н1ку тока, а коллектор соединен с ба".Oé второго согласующего транзистора.

Кроме того, исполнительный элемент блока

30 защиты может быть выполнен на оптоэлектронной паре, светоизлучатель которой через ограничительный резистор подключен параллельно датчику тока, фотоприемник включен между базой второго согласующего транзистора и зажимом дополнительно введенного вспомогательного источника смещения, при этом между эмиттерами и базами согласующих транзисторов включены диоды, а между эмитте ром и базой регулирующего транзистора включен дополнительный резистор.

В качестве оптоэлектронной пары может быть использована пара светодиод — фототиристор, при этом фототиристор подключен к базе второго согласующего транзистора через дополнительный резистор, кроме того, в качестве оптоэлектронной пары может быть использована пара светоизлучатель †фоторезистор.

На фиг. 1 — 5 представлены принципиальные схемы описываемого стабилизатора, содержащего регулирующий транзистор 1, включенный последовательно в выходную шину, согласующие транзисторы 2 и 3, подключенные к базе регулирующего транзистора 1, усилитель обратной связи 4, резистор — датчик 5 перегрузки, включенный между коллектором регулирующего и эмиттером согласующего транзисторов, исполнительный элемент

6 (фиг. 1); исполнительный элемент 6 может быть выполнен на транзисторе 7 (фиг. 2) либо на светоизлучателе 8, который через ограничителы.ый резистор 9 подключен параллельно датчику 5 тока, и фотоприемнике 10, включенном между базой второго согласующего транзистора и зажимом вспомогательного источника смещения с напряжением U,„, причем между эмиттерами и базами согласующих транзисторов 2, 3 включены диоды 11 и 12 (фиг. 3). Кроме того, исполнительный элемент i>to>KeT GbITb abt o ".HeH Ha светодиоде

13 и фототиристоре 14, подключенном через дополнительный резистор 15 к базе согласующего транзистора 3 (фиг. 4); или на светоизлучателе 16 и фоторезисторе 17 (фиг. 5); кроме того, стабилизатор содержит резистор смещ ния 18.

Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом. В нормальном ре киме работы сигнал рассогласования через усилитель обратной связи 4 управляет регулирующим элементом, и стабилизатор выполняет свои основные функции. Напря кение на датчике 5 перегрузки недостаточно для включения исполнительного элемента 6.

В режиме перегрузов по току нагрузки или

КЗ на выходе стабилизатора напряжение йа резисторе 5 возрастает, срабатывает исполнительный элемент 6 и транзистор 1 выходит из режима стабилизации, ограничивая или прекращая ток нагрузки.

При необходимости только ограничить ток нагрузки исполнительный элемент может быть выполнен на транзисторе (фиг. 2). В этом случае эмиттер и база транзистора 7 подключены к датчику 5 перегрузки, а кол5

33

65 лектор его — к базе составного регулирующего элемента.

Устройство, изображенное на фиг. 2, paGoтает следующим образом. В нормaëüíoì режиме работы падение напряжения на датчике 5 перегрузки меныпе напряжения отсечки транзистора 7. Он закрыт и нс влияет íà работу стабилизатора. При возрастании тока нагрузки более допустимого (или КЗ в нагрузке) возрастает напряжение на резисторе

5, открывается транзистор 7, в результате чего стабилизатор работает в режиме ограничения тока нагрузки.

Для полного ограничения тока нагрузки в устройство вводится источник . запирающего смещения Ь,,„, светоизлучатель 8, подключенный через ограничительный резистор 9 параллельно датчику 5 перегрузки. Фотоприемник 10 включен последовательно в цепь источника смещения, между эмиттером и базой каждого из однотипных согласующих транзисторов 2, 3 установлены диоды смещения 11, 12, между эмиттером и базой транзистора 1 другого типа проводимости установлен .резистор смещения 18 (фиг. 3).

Устройство, изображенное на фиг. 3, работает следующим образом. В нормальном рехкиме работы энергия излучения светоизлучателя 8 недостаточна для включения фотоприемника 10, цепь U„, не подключена к составному транзистору, и стаоилизатор выполняет свои основные функции. В аварийном режиме работы включается фотоприемник 10 и подключает напряжение U„, к составному регулирующему элементу. Ток, протекающий от источника U„„„создает на диодах смещения

11, 12 напряжение такой полярности, которое является запирающим для транзисторов 2, 3.

При этом напряжение на резисторе 18 меньше напряжения отсечки, и он также закрыт, т. е. нагрузка в этом режиме полностью отключается от источника входного напряжения. Ток через диоды 11, 12 определяется сопротивлением фотоприемника 10 в открытом состоянии и напряжением U, -,.

При необходимости сохранения инфо рмации о перегрузке и однократном запирании составного регулирующего элемента исполнительный элемент выполнен на оптоэлектронной парет — светодио„13 — фототиристор 14 (фиг. 4). Устройство, изображенное на фиг. 4, работает следующим образом. В нормальном режиме работы фототиристор 14 находится в отключенном состоянии, стабилизатор выполняет свои основные функции. В аварийном режиме энергия светодиода 13 становится достаточной для включения фототиристора 14.

Он включается и через ограничительный резистор 15 подключает источник U,„„к регулирующему элементу. После резкого уменьшения тока через датчик перегрузки регулирующий элемент продолжает оставаться в закрытом состоянии, ибо источник U„„, íå отключается от него, т. е. информация о перегрузке сохраняется. Для повторного включения необ561951 ходимо снять напряжение сети, устранить неисправность в нагрузке и затем включить снова.

В случае необходимости автоматического восстановления работы стабилизатора при однократной перегрузке исполнительный элемент выполнен на оптоэлектронной паре светоизлучатель 16 — фоторезистор 17 (фиг. 5), Устройство, изображенное на фиг. 5, работает следующим образом. В нормальном режиме работы светоизлучатель не влияет на работу резистора, и его сопротивление велико. Стабилизатор в этом случае находится в рабочем режиме. В аварийной ситуации сопротивление фоторезистора резко уменьшается, и ток, протекающий через диоды 11, 12 от источника U,.„, достаточен для закрывания составного регулирующего элемента. При снятии возмущающего воздействия фоторезистор переходит в область высоких сопротивлений, и работа стабилизатора восстанавливается.

Формула изобретения

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер и коллектор которого подключены соответственно к входному и выходному зажимам, согласующие транзисторы противоположного относительно регулирующего транзистора типа проводимости, первый из которых эмиттером и коллектором подключен к коллектору и базе регулирующего транзистора, а второй соединен эмиттером и коллектором соответственно с базой первого согласующего и эмиттером регулирующего транзисторов, и блок защиты от перегрузок и коротких замыканий с датчиком тока и исполнительным элементом, подключенным к базе согласующего транзистора, отличающийся тем, что, с

1О

25 зю

35 целью повышения к. п.д. и расширения функциональных возможностей, датчик тока включен между коллектором регулирующего и эмиттером первого согласующего pan=исторов.

2. Стабилизатор по п. 1, отл ич а юши и ся тем, что исполнительный элемент блока защиты выполнен на транзисторе, эмиттер и база которого подключены к датчику тока, а коллектор соединен с базой второго согласующего транзистора.

3. Стабилизатор по п. 1, отл пч а ющийся тем, что исполнительный элемент блока защиты выполнен на оптоэлектронной паре, светоизлучатель которой через ограничительный резистор подключен параллельно датчику тока, фотоприемник включен между базой второго согласующего транзистора и зажимом дополнительно введенного вспомогательного источника смещения, при этом между эмпттерами и базами согласующих транзисторов включены диоды, а между эмиттером и базой регулирующего транзистора включен дополнительный резистор.

4. Стабилизатор по п. 1, 3, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве оптоэлектронной пары использована пара светодиод †фототиристор, при этом фототиристор подключен к базе второго согласующего транзистора через дополнительный резистор.

5. Стабилизатор по п. 1, 3, о т л и ч а ющи и ся тем, что в качестве оптоэлектронной пары использована пара светопзлучатель— фоторезистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство МО 441554, М.

Кл. G 05F 1,/58, 1970.

Риг 1

Фиг 9

Фуг,5

Составитель С. Горбачева

Корректор H. Аук

Редактор И. Шейкин

Тскред Л. Орлова

Тнногра фия, vp. Сапунова, 2

Заказ 1473,18 Изд. ¹ 514 Ти р а >к 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретешш и открытий

113035, 41осква, jK-35, Раушская íао, д. 4/5