Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Со1оа Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 13.03,78 (21) 2589886 24-07 (51) Ч. Кл. -

6 05Е 1 56 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритст—

Опубликовано 30.06.79. Бюллетень ¹ 24 (53) УДК 621.316.722. .1 (088.8) Дата опубликования otlttc3HIItt 30.06.79 (72) Авторы изобретения

И. Ф. Жаглин и В. И. Дмитриев

Воронежское конструкторское бюро радиосв (71) Заявитель (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания.

Известен ключевой стабилизатор посто tttto1.о напряжения, содержащий регулирующий, управляющий и усилительный транзисторы, LDC-фильтр, опорный элемент, блок сравнения и блок защиты, состоящий из транзистора, стабилитрона, резистора и конденсатора (lj. В этом стабилизаторе 01раничсн диапазон регулирования входного напря>кения допустимым током через стабилитрон блока защиты.

Наиболес близким к изобретению техчическим pctttett«eit является ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенные в одну из силовых шип последовательно соединенныс регулирующий транзистор и LDC-фильтр, управля1ощий транзистор, коллектором соединенный с базой, эмиттером — с эмиттером регулирующего транзистора, а базой через резистор — с коллектором усилительного транзистора, эмиттером подключенного к одному выводу опорного стабилитропа, с базой — к делителю выходного напряжения, транзистор защиты и запускающий конденсатор, одним электродом соединенный с эмиттером регулирующего транзистора (2). Недостатком известного стабилизатора является низкая чувствительность срабатывания защиты прп перегрузках по выходному току. Для срабатывания защиты требуется такая перегрузка, следствием которой является падсште выходного напряжения до Величины, при которой т01 Оазы транзистора защиты становится недостаточным для его удержа11пя в открытом сост>яппи. В этом сл час ток перегрузки. прп котором срабатывает защита. значительно превосходит номинальный ток. Регулирующий транзистор необходимо выбирать с большим запасом по току.

При работе стабилизатора в нормальном режиме в цепи базы транзистора защиты протекает ток, наля !пс которого 1 хмдшает

КПД устройства в целом.

Целью изобретения является увеличение

КПД и повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что база транзистора защиты соединена со вторым выводом опорного стабилптрона, эмпттер — непосредственно с общей шиной, а коллектор через рсзистор — с базой регулирующего транзистора, причем второй электрод запускающего конденсатора через дополнительно введенный резистор соединен с базой транзистора защиты.

Принципиальная электрическая схема

3п ключевого стабилизатора напряжения по670928 стоянного тока представлена на чертеже.

Стабилизатор содержит последовательно включенный в силовую шину регулирующий транзистор 1, управляющий 2 и усилительный 3 транзисторы, причем последний базой подключен к делителю 4 выходного напряжения, опорный стабилитрон 5, один из выводов которого через резистор 6 соединен с выходной клеммой 7, сглаживающий LDC-фильтр 8, транзистор защиты 9, эмиттер которого соединен с общей шиной

10, коллектор через резистор 11 — с базой управляющего транзистора 1, а база — с другим выводом опорного стабилитро«а 5.

Между базой транзистора 9 и запускающим конденсатором 12 включен токоограничивающий резистор 13.

Стабилизатор работает следующим образом.

При нормальной работе транзистор защиты 9 открыт, а к переходу эмиттер — база последнего приложено отпирающее напря>кение. Ток базы транзистора 9 протекает по цепи: выходной зажим 7, резистор b, опорный стабилитрон 5, переход база эмиттер транзистора 9, общая шина 10.

Этот ток является в то же время током стабилитро«а. При возникновении перегрузки по выходному току уменьшается выходное напря>кение стабилизатора до того значения, при котором ток стабилитро«а 5 становится настолько мал, что не может удержать транзистор 9 в насыщенном состоянии и последний закрывается, закрывая в свою очередь регулирующий транзистор 1. Выходное напряжение стабилизатора падает до нуля. Для нового включения стабилизатора необходимо устранить неисправность и вновь включить питающее напряжение. Резистор 13, включенный последовательно с запускающим конденсатором

l2, предназначен для ограничения тока базы транзистора 9 в момент подачи выходного напряжения. Чувствительность защиты стабилизатора определяется опорным напряжением, складывающимся из напряжения стабилизации опорного стабилитрона и падения напряжения на переходе база— эмиттер транзистора 9. Л в прототипе для обеспечения нормальной работы потенциал базы транзистора защиты всегда больше потенциала эмиттера, а потенциал базы транзистора защиты равен напряжению ".Tàбилизации стабилитрона. Чувствительность срабатывания защиты здесь определяется выходным напряжением, при котором разность между потенциалом базы и потенциалом эмиттера транзистора защиты уменьшатся до величины, при которой ток базы транзистора защиты становится недостаточным для удержания его в открытом состоянии. Если напряжение стабилизации опорного стабилитрона обоих стабилизаторов одинаково, то срабатывание защиты наступает при более высоком выходном напряже«ии и меш шсм токе перегрузки, что увеличива T надежность работы устройства.

По сравнению с прототипом данное устройство имеет более высокий КПД за счет того, что ток опорного стабилитрона одновременно является током базы транзистора защиты. Выигрыш по КПД особенно заметен при небольших токах нагрузки.

Кроме того, в данном устройстве при тех же материальных затратах достигается р«сширением диапазона рабочих температур при сохранении того же коэффицис«та сгабилизации (или его увеличение в заданно а диапазоне температур) . B стабилизаторе последовательно и встречно с опорным стабилизатроном 5 включен переход база— эмиттер транзистора защиты 9. При увеличении температуры окружающей среды напряжение стабилизации стабилитрона 5 увеличивается, а падение напряжения на переходе база — эмиттер транзистора 9 уменьшается. Опорное же напряже«ис, равное сумме этих напряжений, изменяется уже в меньших пределах. Обычно для достижения этой цели последовательно и встречно с опорным стабилитроном вклюают термокомпенсирующий диод (или «ссколько диодов). В данном стабилизаTUt>ñ такой диод не нужен или нужно меньшее нх количество.

Формула изобретения

Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включен«ые в одну из силовых шин последовательно соединенные регулирующий транзистор и

LDC-фильтр, управляющий транзистор, коллектором соединенный с базой, эмитге4р ром — с эмиттером регулирующего транзистора, а базой через резистор — с коллектором усилительного транзистора, эмиттером подключенного к одному выводу опорного стабилитрона, а базой — к делителю выходного напряжения, транзистор защиты и запускающий конденсатор, одним электродом соединенный с эмиттером регулирующего транзистора, отлича Ои1ий ся тем, что, с целью увеличения КПД и повышения надежности работы, база транзистора защиты соединена со вторым выводом опорного стабилитрона, эмиттер — непосредственно с общей шиной, а коллектор через резистор — с базой регулирующего транзистора, причем второй электрод запускающего конденсатора через дополнительно введенный резистор соединен с базой транзистора защиты.

Источники информации, ь0 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCC P

М 418842, кл. G 05F 1/56, 1974.

2. Заявка М> 2471774/07, кл. G 05F

1/56, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

670928

Редактор В. Левятоз

Заказ 4168 Изд № 403 Тн ра ж 1014 Полн понос

НПО «Поиск» 1осударственного комитета СССР по делам нзобрете.ньй н открытий

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

0Составитель О. Габудатов

Текред А. Камышникова Корректор Л. Брахннна

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома