Стабилизатор постоянного напряжения

 

Ди ", Ц

ИЗОБРЕТЕНИЯ .1т1 654945

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.77 (21) 2475074/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

G 05F 1 58 (43) Опубликовано 30 03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722. .1 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Ищенко и Л. А. Литвин (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯHНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи. 5

Известен стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и от коротких замыканий, содержащий регулирующий элемент, устройство защиты от перегрузок и от коротких замыканий и схему автоматического 1() включения (1).

В известном стабилизаторе при перегрузке или коротком замыкании íà его выходе устройство защиты призакрывает регулирующий элемент до такой степени, при кото- 15 рой величина тока через него не превышает допустимого значения. После устранения перегрузки или короткого замыкания устройство защиты отключается и регулирующий элемент обеспечивает нормальную работу стабилизатора.

Недостатком известного стабилизатора является то, что устройство автоматического включения при перегрузке или коротком замыкании удерживает регулирующий элемент в активном режиме, при этом на нем рассеивается мощность, значительно превышающая номинальную величину.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усилителя постоянного тока, входы которого соединены с выходными выводами, и к выходу защитного переключающего элемента, входом подключенного и выходу компаратора (2).

При отсутствии перегрузки дополнительный транзистор закрыт и схема защиты не влияет на регулирующий транзистор. При возникновении перегрузки регулирующий транзистор закрывается, а дополнительный входит в режим насыщения. При этом величина напряжения на нагрузке зависит от соотношения величин добавочного сопротивления и сопротивления нагрузки.

Если величина сопротивления нагрузки ниже заданной, то величина выходного напряжения будет недостаточной для переключения схемы защиты.

При восстановлении величины сопротивления нагрузки триггерная схема защиты переключится, дополнительный транзистор закроется, а регулирующий — перейдет в активный режим работы, поддерживая номинальную величину напряжения на выходе стабилизатора.

654945

55 б0

3

Однако этот стабилизатор обладает следующим недостатками.

Из-за перегрева регулирующего транзистора при продолжительной его работе в режиме предельно допустимых температур, входного напряжения стабилизатора или частых перегрузок, ухудшения теплоотдачи, через регулирующий транзистор в результате изменения его проходного сопротивления может протекать значительной величины неуправляемый ток, При перегрузке или коротком замыкании сработает схема защиты, при восстановлении сопротивления нагрузки произойдет автоматическое включение стабилизатора, что вызовет увеличение рассеиваемой мощности на регулирующем транзисторе и дальнейшее повышение его температуры, и, следовательно, увеличение неуправляемого тока, что приведет в конечном итоге к выходу регулирующего транзистора из строя.

Кроме того, при перегреве или выходе из строя выходного транзистора усилителя постоянного тока (УПТ) или его неисправности, приводящей к открытому состоянию выходного транзистора, в базу регулирующего транзистора потечет управляющий ток, величина которого определяется лишь ограничивающим сопротивлением и значительно превышающая величину номинального тока управления. Регулирующий транзистор при этом будет стремиться войти в режим насыщения, возникшее перенапряжение вызовет срабатывание схемы защиты и закрытие регулирующего транзистора, Но так как перегрузка или короткое замыкание отсутствуют, то схема защиты отключится, стабилизатор включится в работу и снова повторится вышеописанный процесс.

Величина рассеиваемой регулирующим транзистором мощности при этом может привести к перегреву и выходу его из строя. Кроме того, многократное перенапряжение на выходе стабилизатора может вывести из строя чувствительную к перенапряжению нагрузку (например, микросхемы).

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения автоматического повторного включения стабилизатора только после восстановления проходных сопротивлений регулирующего элемента и элементов УПТ.

Для этого в стабилизатор постоянного напряжения введен дополнительный источник напряжения, отрицательный вывод которого подключен через дополнительно введенные ограничительный резистор к силовой шине, а через делитель напряжения — к общей шине стабилизатора, а положительный вывод подключен к общей шине стабилизатора, один вход компаратора подключен через дополнительно введенный резистор к силовой шине стабилизато5

I0

45 ра, а другой вход — к средней точке делителя напряжения.

На чертеже представлен стабилизатор постоянного напряжения, принципиальная схема.

Стабилизатор содержит последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент 1, управляющая цепь которого подключена к выходу защитного переключающего элемента 2 и к выходу усилителя постоянного тока 3, компаратор 4 со входами 5, б, дополнительный источник напря>кения 7, минусовой вывод которого черсз ограничительный резистор 8 соединен с силовой шиной и через резистор 9 со входом 5 компаратора 4, делитель напряжения на резисторах 10, 11, нагрузку 12.

Стабилизатор работает следующим образом.

Прн отсутствии сигнала перегрузки защитный переключающий элемент 2 закрыт н не влияет на работу регулирующего элемента 1, который управляется выходным напряжением УПТ 3 и поддер>кивает на нагрузке 12 заданную величину выходного напряжения. При этом на вход б компаратора 4 подается отрицательное напря>кение, величина которого определяется соотношением величин сопротивлений резисторов

10, 11, а на прямой вход 5 компаратора 4 с нагрузки 12 через резистор 9 подается поло>кительное напряжение, В таком случае на выходе компаратора 4 присутствует положительное напряжение, при этом состояние защитного переключающего элемента 2 не изменяется.

При перегрузке или коротком замыкании сработает защитный переключающий элемент 2, который зашунтирует вход регулирующего элемента 1, который отключит нагрузку 12 от напряжения питания стабилизатора. При этом неуправляемый ток регулирующего элемента 1 будет определяться сго температурой, а так>ке состоянием элементов УПТ 3. В случае перегрева или пробоя выходного элемента УПТ 3, а также других элементов УПТ 3, приводящих к открыванию выходного элемента, через него будет протекать ток, значительно превышающий номинальный, и шунтироваться защитным переключающим элементом 2. Незначительная часть этого тока будет попадаться в базу регулирующего элемента 1 и вызывать его приоткрывание, при этом величина тока регулирующего элемента, протекающего через нагрузку 12, больше величины тока, создаваемого в нагрузке 12 дополнительным источником 7. Суммарное напряжение, снимаемое с нагрузки 12 и подаваемое на прямой вход 5 компаратора 4, имеет положительную полярность, поэтому положительный сигнал с выхода компаратора 4 не изменит состояния переключающего элемента 3.

При устранении причин, вызвавших

654945

Формула изобретения

Составитель С. Горбачева

Редактор Ю. Челюканов Текред А. Камышннкова Корректор Л. Брахннна

Заказ 305/17 Изд. М 238 Тираж 1014 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, ир. Сапунова, 2 протекание неуправляемого тока через регулирующий элемент 1, на прямой вход 6 компаратора 4 поступит отрицательное напряжение, создаваемое на нагрузке 12 током от дополнительного источника 7. Выходной сигнал компаратора 4 изменит свой знак на отрицательный, защитный переключающий элемент 2 перейдет в закрытое состояние и стабилизатор автоматически включится в работу.

Таким образом, стабилизатор автоматически включается только лишь при величине неуправляемого тока регулирующего элемента 1, меньшей определенного значения.

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляющая цепь которого подключена к выходу усилителя постоянного тока, входы которого соединены с выходными выводами, и к выходу защитного переключающего элемента, входом подключенного к выходу компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стабилизатора, в него введен дополнительный источник напряжения, отрицательный вывод которого подключен через дополнительно введенные ограничительный резистор к сило10 вой шине, а через делитель напряжения— к общей шине стабилизатора, а положительный вывод подключен к общей шине стабилизатора, один вход компаратора подключен через дополнительно введенный ре15 зистор к силовой шине стабилизатора, а другой — к средней точке делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Авторское свидетельство СССР № 513353 G 05F 1/56 1974

2. Авторское свидетельство СССР № 450149, G 05F 1/56, 1972.