Транзисторный стабилизатор постоянногонапряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)796828

Союз Советския

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 28.03.79 (21) 2742238/24-07 (51)М. Кл. е

G F 1/58 . с присоединением заявки ¹

Государствен«ый коимтет

СССР

tlo делам мзобретеммй и открытмй (23) Приоритет

Опубликовано 1501,81. Бюллетень № 2 (53) УДК 621 316.722 .1 (088.8) Дата опубликования описания 15. 01.81

Г. М. Школьник, A. С. Фадеев, Б. И. Чемерисов, C. A. Керцман и Г. Г. Школьник (72) Авторы изобретения. (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники, 1средств связи, измерительной техники.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий резистивный датчик, включенный последовательно с входной токовой цепью регулирующего транзистора, параллельно ко.торому подключен через резистор излучатель света оптрона, фотоприемник которого одним:выводом подключен к входной цепи стабилизатора, а другим через резистивный делитель совместно с эмиттером транзистора защиты к общей шине стабилизатора, причем база транзистора защиты подключена к средней точке резистивного делителя, а коллектор — к базовой цепи регулирующего транзистора (1).

Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на силовом и согласующем транзисторах, включенный последовательно в силовую шину, источник опорного напряжения, включент ный между общей шиной и эмиттером транзистора усилителя обратной свя- зи, коллекторной нагрузкой которого является токостабилизирующий узел, датчик тока и транзистор защиты (2 ).

Недостатком известного устройства является наличие резистивного датчика в токовой цепи, что ухудшает энер1О гетические характеристики стабилизатора. Кроме того, функциональные воэможности защиты стабилизатора ограничены только защитой от перегрузок по току и К.з. на выходе, что является недостаточным в процессе эксплуатации устройства.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей защиты и улучшение энергетических характеристик стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный стабилизатор постояннного напряженния введены термозависимый блок и узел защиты .от перенапряжений, состоящий из реэистивного делителя, один вывод которого подключен к общей шине — а другой к точке соединения. эмиттера согласующего транзистора с базой силового транзистора и из транзистора, базой подключенного к средней точке рези796828 стивного делителя эмиттером — к эмиттеру транзистора усилителя об ратной связи и через резистор к выходу регулирующего элемента, а коллектором - к точке соединения базы транзистора защиты, коллектора согласующего транзистора и одного из выводов датчика .тока, другой вывод которого подключен к силовой шине между коллектором силового транзистора и эмиттером транзистора защиты, коллектор которого подключен к базе транзистора токостабилиэирующего узла к одному из выводов термоэависимого блока, другой вывод которого подключен к входному выводу и через резистор - к эмиттеру транзистора токостабилизирующего узла.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема транзисторного стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент, состоящий иэ силового

1 и согласующего 2 транзисторов и включенный в одну из силовых шив, источник 3 опорного напряжения,уси- литель 4 обратной связи на транзистора, коллекторной нагрузкой которого является токостабилизирующий узел, содержащий транзистор 5 и источник б смещения, датчик 7 тока, транзистор

8 защиты, узел защиты от перенапряжений, включающий транзистор 9 и реэистивный делитель 10, термозависимый блок 11, Один конец реэистивного делителя

10 подсоединен к точке соединения змиттера согласующего транзистора 2 с базой силового транзистора 1, а другой - к общей шине. Транзистор

9 узла защиты подключен базой к средней точке резистивного делителя 10, эмиттером — к точке соединения эмитгера транзистора усилителя 4 обратно . связи с источником 3 опорного напряжения, а коллектором — к точке соединения базы транзистора 8 защи" ты с коллектором согласующего транзистора 2. Между коллекторами регулирующего и согласующего транэистоpos включен датчик 7 тока, коллектор регулирующего транзистора соединен с эмиттером транзистора 8 защиты, Один из выходов термозависимого блока 11, который представляет собой, например и параллельно включенных нормально разомкнутых термоконтактов, применяемых для контроля температуры элементов устройства или градиентов температуры окружающей среды, соединен.с базой транзистора термостабилизирующего блока. Другой вывод термозависимого блока 11 подключен к коллектору регулирующего транзистора.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения и номинальной нагрузке регулирую5 щий элемент, состоящий из транзис торов 1 и 2 работает в режиме упра ляемого переменного сопротивления, включенного последовательно с нагрузкой. В результате изменения о напряжения питания происходит изменение выходного напряжения, которое перерабатывается усилителем

4 обратной связи в сигнал ошибки, воздействующий на входную цепь регулирующего элемента, регулируя его 5 сквозное сопротивление. Таким образом, происходит падение напряжения на регулирующем элементе, чем и обеспечивается поддержание неизменного выходного напряжения на на20 грузке. При номинальном токе нагрузки падение напряжения на датчике

7 тока является недостаточным для отпирания транзистора 8 и запирания транзистора 5, подающего запираюр5 щий сигнал на вход регулирующего элемента. При номинальном напряжении на нагрузке установленное на резистивном делителе 10 напряжение базы транзистора 9 держит его в за ® крытом состоянии и, следовательно, не влияет на изменение напряжения на датчике 7 тока, управляющем транзисторами 5 и 8 и регулирующим элементе на транзисторах 1 и 2. При

35 нормальных гемпературных режимах в контролируемых. точках термозависимый блок 11 не срабатывает и транзистор 5 открыт, а регулирующий элемент работает в линейном режиме.

При к.з. или перегрузке .по току

40 снижается выходное напряжение стабилизатора, что приводит к увеличению тока через управляющую цепь регулирующего элемента и соответственно к увеличению падения на45,пряжения на датчике 7 тока. В результате отпирается транзистор 8 и на базу транзистора 5 подается запирающий сигнал. При этом происходит ограничение тока через регулирующий:

5р транзистор 1. При наличии нормаль- ного токового режима и возрастании напряжения на выходе стабилизатора более допустимого на резистивном делителе 10 увеличивается падение напРяжения, в результате were отпирается транзистор 9. Это приводит к увеличению падения напряжения на датчике 7 тока, отпиранию транзистора 8 и запиранию транзистора 5. При этом запирается регулирующий эле60 мент и ограничивается выходное напряжение стабилизатора. В случае превышения температуры в точках, контролируемых элементами термозависимого блока 11, указанные элемен65 ты срабатывают, в результате чего

796828 на базу транзистора 5 подается запирающий сигнал, транзистор 5 и, следовательно, регулирующий элемент запираются.

При пропадании укаэанных выше аварийных ситуаций работоспособность схемы автоматически восстанавлива1 ется.

Стабилизатор постоянного напряжения обладает улучшенными энергетическими характеристиками за счет включения датчика тока в коллекторную цепь согласующего транзистора регулирующего элемента, что в f3 раа снижает ток на нем и не создает дополнительного падения напряжения в общей токовой шине. Расширение функциональных возможностей защиты обеспечивается наличием органов защиты от токовых перегрузок, коротких замыканий, перенапряжений и критических температурных ситуаций. Стабилизатор может быть выполнен как в дискретном, так и в гибридно-интегральном исполнении.

Формула изобретения

Транзисторный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на силовом и согласующем транзисторах, включенный последовательно в силовую шину, источник опорного напряжения, включенный между общей шиной и эмиттером транзистора усилителя обратной связи,, коллекторной нагрузкой которого является токостабилизирующий узел, датчик тока и транзистор защиты, о т л и ч а ющ и й.с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты и улучшения, энергетических характеристик, в него введены термозависимый блок и узел защиты от перенапряжений, состоящий из резистивного делителя, один вывод которого подключен к общей шине, а другой к точке соединения эмиттера согласу-® ющего транзистора с базой силового транзистора и из транзистора, базой подключенного к средней точке резистивного делителя, эмиттером — к эмиттеру транзистора усилителя обрат15 ной связи и через резистор к выходу регулирующего элемента, а коллектором— к точке соединения базы транзистора защиты, коллектора согласующего транзистора и одного иэ выводов датчика щ тока, другой вывод которого подключен к силовой шине мб кду коллектором силового .транзистора и эмиттером транзистора защиты, коллектор которого подключен к базе транзистора токостабилизирующего узла и к одному из выводов термозависимого блока, другой вывод которого подключен к входному выводу и через резистор— к эмиттеру транзистора токостабилизирующего узла.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 635476, кл. G 05 F 1/58, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

35 Р 603969, кл. С 05 Г 1/58, 1976.

796828

Составитель В. Панов

Редактор Т. Веселова Техред Н.БарадулйнаКорректор Г.решетник

Закаэ 9769/66 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4