Стабилизатор напряжения

 

Союз СоветскиЫ

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-.ву 340032 (22) Заявлено 26.01.79 (21) 2716826/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) М. Кл.

Н 02М 3/155

G 05F 1/56

Государствениый комитет (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Б. В. Нилов (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, Известен по основному авт. св. № 340032 стабилизатор напряжения, содержащий в разнополярных шинах питания последовательные регулирующие транзисторы, причем база регулирующего транзистора проводимости и — р — и, включенного в положительную шину питания, связана с базой аналогичного транзистора проводимости р — n — р, включенного в отрицательную шину питания, через переходы катод-анод, параллельно соединенных стабилитронов, при этом переходы база-эмиттер и база-коллек- 15 тор каждого из регулирующих транзисторов зашунтированы соответственно диодом и резистором (11.

Недостатком известного стабилизатора, является то, что он стабилизирует напряже- 20 ние в цепи нагрузки при аварии — отказе типа «замыкание» одного из регулирующих транзисторов. При отказе типа «обрыв» эмиттерного или коллекторного переходов, хотя бы одного из регулирующих транзи- 25 сторов, прекращается подача напряжения питания в нагрузку.

Если нагрузка не допускает перерыва в энергоснабжении постоянным током, например, устройства контроля автоматических объектов, то отказ типа «обрыв», прекращая подачу напряжения в нагрузку, ведет к возникновению аварийной ситуации. Изза возможности нарушения электрического контакта между кристаллов полупроводника и выводами транзистора прибегают к параллельному включению транзисторов, которые при этом все, независимо от их количества, находятся в рабочем состоянии (под током). Для обеспечения высокой степени надежности схемы количество параллельно включенных транзисторов должно быть соответственйо увел иченно, что усложняет устройство, так как для равномерной нагрузки транзисторов требуется включение в эмиттерные и базовые цепи транзисторов, выравнивающих токи резисторов.

Цель изобретения — исключение перерыва в питании нагрузки из-за отказа типа

«обрыв» в регулирующих транзисторах.

Эта цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения введены две резервные ячейки, каждая из которых шунтирует регулирующие транзисторы, причем каждая резервная ячейка состоит из двух параллельно соединенных ветвей, в одной из которых последовательно включены тиристор и транзистор, а в другой — резистор и конденсатор, точка соединения которых через стабилитрон подключена к управляющему

77761 электроду тиристора первой ветви, при этом регулирующий транзистор и транзистор резервной ячейки имеют один тип проводимости и общую базовую цепь.

При отказе типа «обрыв» в регулирующих транзисторах стабилизатора автоматически вступают в действие резервные ячейки, не прерывая питания нагрузки постоянным током.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения содержит регулирующие транзисторы 1 и 2, стабилитроны 3 и 4, резисторы 5 и 6, диоды 7 и 8, резервные ячейки 9 и 10, каждая из которых содержит тиристор 11, транзистор 12, конденсатор 13, резистор 14 и стабилитрон 15.

В нормальном режиме при изменении выходного напряжения стабилизатора (U„„) изменяются напряжения между эмиттером и базой транзисторов 1,2, что приводит к некоторому запиранию или отпиранию их и изменению падения напряжения (AU) на переходах коллектор-эмиттер. В результате 25

U„„,„, не изменяется и представляет собой разницу между опорными напряжениями стабилитронов 3,4 и напряжениями на переходах эмиттер-база транзисторов 1, 2.

При этом в резервных ячейках 9, 10 конден- ЗО сатор 13 заряжен через резистор 14 до напряжения ЛУ, которое меньше напряжения стабилитрона 15 (У„)ЛУ), а тиристор 11 и транзистор 12 закрыты.

В случае отказа типа «замыкание» одно- Зб

ro из транзисторов 1, 2 стабилизатор продолжает нормально работать, так как благодаря диоду 8 или 7 (отказ транзистора

1 или 2) величина опорного напряжения, а следовательно и UÄbbÄ.„изменяется только на 4О величину падения напряжения на диоде 8 или 7, что не превышает 1 В. При отказе типа «обрыв» эмиттерного или коллекторного переходов транзисторов 1 (или 2) стабилизатор продолжает нормально работать благодаря автоматическому вводу в действие резервной ячейки 9 (или 10). Происходит это потому, что при обрыве цепи тока через транзистор 1 (или 2) конденсатор 13 заряжается до напряжения ЛУ) U„. В ре- 5О зультате этого конденсатор 13 разряжается через открытый стабилитрон 15 на входную цепь тиристора 11, открывая его и обеспечивая прохождение тока нагрузки через транзистор 12, который работает в режиме стабилизации вместо отказавшего транзистора 1 (или 2) . Таким образом, при любых отказах регулирующих транзисторов 1, 2 («замыкание» или «обрыв») питание стабильным напряжением нагрузки, подключенной к выходу стабилизатора, не прекращается.

Введение в стабилизатор напряжения резервных тиристорно-транзисторных ячеек, включаемых автоматически только при отказе типа «обрыв» и не потребляющих энергии при исправных регулирующих транзисторах, выгодно отличает его простотой и экономичностью технического решения, в отличие от известных схем резервирования, Применение стабилизатора напряжения наиболее эффективно в автоматических устройствах с автономным источником питания, способствуя уменьшению массы и габаритов последних.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения по авт. свид. № 340032, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы путем исключения перерыва в питании нагрузки из-за отказа типа «обрыв» в регулирующих транзисторах, в него введены две резервные ячейки, каждая из которых шунтирует регулирующие транзисторы, причем каждая резервная ячейка состоит из двух параллельно соединенных ветвей, в одной из которых последовательно включены тиристор и транзистор, а в другой — резистор и конденсатор, точка соединения которых через стабилитрон подключена к управляющему электроду тнристора первой ветви, при этом регулирующий транзистор и транзистор резервной ячейки имеют один тип проводимости и общую базовую цепь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 340032, кл. G 05F 1/56, 1972 (прототип), 777831

Ьи,г.

Кн

i 10

Составитель С. Горбачева

Техред И. Пенчко Корректор Л. Тарасова

Редактор Г. Петрова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2535/14 Изд. № 581 Тираж 798 Подписное

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

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