Импульсный стабилизатор напряженияс защитой ot коротких замыканий
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)838684 (61) дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 13.10.77 (21) 2533001/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.
G 05 F 1/58
Государственный комнтет (53) УДК 62! .316. .722.1 (088.8) Опубликовано 15.06.81. Бюллетень № 22
Дата опубликования описания 25.06.81 па делам нэобретеннй н открытий
/й. М. Ферцер, В. Я. Кабалюк и В. Д. Жуков (72) Авторы изобретения
Житомирский завод «Промавтоматика» (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫИ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
С ЗАЩИТОИ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИИ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве стабилизированного источника питания различной аппаратуры.
Известны ключевые стабилизаторы напряжения с защитой от коротких замыканий, S содержащие регулирующии элемент, схему сравнения и схему зашиты (1) и-(2).
Однако такие стабилизаторы не обеспечивают работу при больших токовых нагрузках из-за большого нагрева регулирующего транзистора. 1О
Наиболее близким к изобретению является импульсный стабилизатор напряжения с защитой от коротких замыканий, содержащий регулирующий составной транзистор, включенный последовательно между входной клеммой и входом LC сглаживающего 15 фильтра, узел сравнения, вход которого соединен с выходными клеммами, а выход — со входом широтно-импульсного модулятора, блок защиты от коротких замыканий (3).
Схема защиты от коротких замыканий данного стабилизатора работает по принципу пробоя стабилитрона и устойчиво работает только при относительно малых диапазонах изменения входного напряжения. При значительном повышении напряжения сети и малой нагрузке (Vg„Vg, „) становится больше V настолько, что стабилитрон пробивается и стабилизатор отключается. При пониженном напряжении сети и максимальной нагрузке (Ъ, -1 ) становится настолько меньше 4, что при коротком замыкании стабилитрон не пробивается и защита не срабатывает, что в свою очередь приводит к выходу из строя регулирующего транзистора.
Цель изобретения — повышение надежности защиты импульсного стабилизатора. при значительном расширении диапазона изменений входного напряжения.
Поставленная цель достигается тем, что блок защиты от коротких замыканий выполнен на транзисторе, эмиттер которого через первый резистор подключен к потенциальной выходной клемме, коллектор через второй резистор подключен ко входу широтноимпульсного модулятора, а база через третий резистор — к источнику опорного напряжения.
Кроме того питающий вход источника опорного напряжения подключен к входной клемме через элемент задержки, состоящий из входного конденсатора и последовательно
888684
J. 13Р«мя 3я р>1Д)1 К0!13011«<1 T<)PH.
Ч -= RC — ПОСТОЯНН IH ВРСХ ««JJ.
3 соединенных стабилитрона и четвертого ре зистора. на фиг. изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 — график зависимости напряжений.
Стабилизатор состоит и3 регулирующего элемента, выполненного на транзистсрах и
2 LC фильтра 3, отсекающего диода 4, широтно-им«ульсного модулятора 5, узла 6 срав«ения и блока 7 защиты, состоя!цего из транзистора 8, источника опорного напряжения на стабилитроне 9, элемента задержки резистор 10, стабилитрон !1, входной конденсатор 12 и резисторы 13 и 14).
Увеличение напряжения сети «pHBoдит к некоторому повыше«ик) Выходш)го напря)5 жения, на которое реагирует узел 6 сравнения и выдает сигня„-. рассогласования на шиРОтнО-им«Ульсный )io j15JToP 5, KoToPblrrf уменьшает Время, в течение которого pcry;IHpующие Tp3H3HcT0pbl H 2 Откр ITI I, приводит к (!е5!ьц!еник) выходного напряжения. Аналогичным образом стао«1«33тор работает и «ри снижении напряжения сети. Б этом случае длителшьость инт«рвала, в течение которого регулирующие транзисторы 1 и 2 открыты, увеличивается. 25
Блок защиты от коротких замыканий в цепи нагрузки вь«ц>лнен на транзисторе 8, эмиттер которого через первый резистор 14 подключен к «отенцпаль«ому выходно)!у зажиму стабилизатора. IIB базу rpa«зистора
8 подается опорное напряжение от стабилитрона 9, который питается через рези тор !О и стабилитрон 11. Б случае короткого замыкания в цепи нагрузки э.)1иттер транзистора 8 замыкается на ««г«ос» стабилизатора, вслед— ствие чего «отенциал его базы относительно
ЭМИТТЕРЯ СТЯНОВИТСЯ OTP!IljBTEËÚÍÛÌ, И ТРЯНзистор 8 открывается. Его коллекторный ток открывает транзистор широтно-импульсного модулятора 5, который в свою очередь запирает регулирующие транзисторы 1 и 2. Ре а зистор 10, стабилитрон ll и входнои конденсатор 12 oopàçóê>ò элемент задержки, что обеспечивает при включении стабилизатора задержку срабатывания защиты на время заряда выходной емкости. При коротком замыкании задержка на откл!очение стабили-45 затора отсутствует.
Фо)),1!ула .:,,:r? <)<
Задержка срабатывания защиты на время заряда выходной емкости стабилизатора осуществляется следующим образом.
Постоянное входное напряжение стабили- >О затора Vg,„подается на конденсатор 12 достаточно большой емкости. При включения питания напряженис на входном конденсаторе возрастает по экспоне«циальному закону. на конден где
= — V (1-е ), >Π— входное «а «ряжение саторе;
HB фиг. 2 КрНВН5! 1;) изоо,)ажае>
Висимость напряжения НЯ Ko: (;-«< Tîðc фильтра Вы«рямитсля от вр«ч(-1«I -11)я,!3.
1<ри Вая б — 3<1ВИС51 м0«"Ь ток(1 3 ii Я 3 Bi; ход«ОЙ емкости
ЗЯРЯДЯ.
После включения «Hта«ИЯ (:IPH«r! H 15 в момент времени t, ) iHI!pH (eiiè« iiÿ конде«с iiopv !2 фи JI>rpH-Вы«ps!миг(isi;,< «1«1ает величины g„ <, до«T;J f <>чнoè, „(я того, что стабилизатоР 1!dr«f«r1«т Работат):, и теч самым If;l !инается заряд КO«<е!iгя(ора
1-(филь ГpH. Бросок 1 Ока 33 ряда:0 i i,((««clâ
Top cl Н фи, Iът )3 Kp f1!335! 6) «(110!3 ." 5)е.
«3 работч шир()T«o-и !IIX, Iü(«О! 0 )10 Ix, :-.10р 5, THK KBK ТPHIIÇHCTÎP Ь ЗЯК,)Ыт rf:!-33 TC); ствия «HT3!IHH на базе. (8 эт0. моя(II ò с!(1билитрон 11 еще не прооит, так как 1<а«ряженке на нем меньше напряжения пробоя
cTBGH;IHTpoHH. Стабилитрон i пробьет«я в момент времени tg, когда «3«ряже>;ие !<я нем 1)) 1, равно напряжению пробоя, r!0!— ле чего на базу транзистора 8 «оzBCT(o.lop ное напряжение от стабилитро«3 9. Т<>к 33ряда конденсатора В момент вречени 13 уже достат(>чно мал и не влияет на работ« «!иротно-импульсного модуляtора 5.
ТаКИЧ обраЗОЧ, Вр«чя Зriд«р.КК<: .")ЯбаТ Ы В Я Н И Я 3 Я 1 Ц И Т Ь! Н Я B P (,1 ß 3 H P S .!! rl 1! Ь! Х < 3 Д I! 0 d емкости «ри Включениа «таб):.,":i331 >ОЯ 0«D— деляется величиной tz - i
1. Импульсный «табия«33 Op 1 HI ряж«ниЯ с 331цитОЙ От кОРОтKи. За,"13! KH I
Входной K.I(ммОЙ H B.r o IO>1 «111 1)ж и 33310<««l 0 фИ1 ЬТРЯ, Узе. CPci BHCН" Я., 13Х<), I 1((. I! 1«Н 0 «ОЕДИНЕН С ВЫХОДНЫМИ КЛ: ЧЧЯМ«,;- )ЫХ ) входом широтно-импул-.««<)I <3;10дулятора, блок защиты от к() Отк>--х Замыка !ий, отли <аюи1ийся тем, что, с целью 1(овы 3!г ния
НаДЕжНОСтИ ЗашктЫ ПРИ:<О:011::X За)МЫКаниях H расширения диа IH: <)« ИЗ)1< Н< НИД входного напряжения, >лок 3 :.«Иты Ol 1<оро,— ких зямыкяниЙ Bb!«or!HBH !!H Tp31!ÇH(Оре. эмиттер которого через r;;pB:,1Й резистор «олключен к потенциальной Выходной клемме, коллектор через второй р«з;.с-Ор подключе!
Ко входу широтно-импульсного модулятора, а база через третий рсзис-<ор — к исто;нику опорного напряжения.
2. Стабилизатор «0 ! <)гличи><>и,ийс)< тем, что питающий Bxol и .дачника <н(ори<)го напря>кения подключ«1: и B);<)1I«>f кл- 1ме через элемент задержки состоя«;ий из входного конденсатора и посл«до !aтельн > с:)«диненных стабилитрона и четв«-гого рези« >ра„
838684
71
4гт, //&.я
1CBblxg
Составитель Е. Финогенов
Редактор Л. Конецкая Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга
Заказ 4446/73 Тираж 940 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий
1 1 3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 418842, кл. G 05 F 1/56, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 587462, кл. G 05 F I/58.
3. Авторское свидетельство СССР
¹ 373713, кл. G 05 F 1/58.
