Стабилизатор напряжения с защитой

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советеиии

Социдпиетичвеиик

Рве убяии iii 918942 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (гг) Заявлено 18.10. 77 (г1) 25З6З85Л4-07 с присоединением звявк» М(23) ПриоритетОпубликовано 07.04.82. Бюллетень яе 13

Дата опубликования описания 07.04.82 (5! )М. Кл .

G 05 F 1/58

5Ьвудеретееииый кеиитет

СССР ао делам иэоеретений к етирытив (53) УДК621. 316. .722.1 (088.8) (72) Авторы .

В.Ланцов (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯИЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к вторич» ным источникам питания для средств научного эксперимента, автоматики, вычислительной и измерительной техники и радиоэлектроники.

Известен стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий элемент на транзисторе, усилитель обратной связи и устройство защиты от перегрузок и коротких замыканий, о состоящее из резистивнрго датчика тока перегрузки и вспомогательных узлов (1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стаби35 лизатор напряжения с защитой, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент на составном транзисторе, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, датчик тока, пороговый элемент, исполнительный транзистор, коллектором подключенный к управляющей цепи регулирующего элемента, опорный элемент, резистор обратной связи и суммирующий резистор (2) .

Недостатками известного стабилизатора с защитой являются отсутствие в нем совокупности таких необходимых качеств, как защита по току и мощности при выходном напряжении, регулируемом в широких пределах - от долей вольта и менее, сигнализация о перегрузках: автовозврат в рабочее состояние после снятия нагрузки или ее

/ уменьшения до установленной величины.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей защиты и повышения надежности путем обеспечения быстродействующей защиты от перегрузок по току и мощности с автовозвратом и сигнализацией в условиях регулирования выходного напряже;.:ия в широких пределах, начиная от долей вольта, при минимальном числе элементов.

3 91

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения с защитой пороговый элемент выполнен на двух транзисторах разного типа проводимости и последовательно соединенных светодиода и ограничительного резистора, включенных между коллектором и эмиттером указанных транзисторов, причем эмиттер первого транзистора подключен к одному из выводов датчика тока,. другой вывод которого подключен к эмиттеру транзистора регулирующего элемента, база первого транзистора через суммирующий резистор подключена к эмиттеру транзистора регулирующего элемента непосредственно или через введенный датчик напряжения, шунтирующий его .эмиттерно-коллекторный переход, а через резистор обратной связи - к коллектору второго транзистора, база которого подключена к коллектору первого транзистора, база-эмиттерный переход которого подключен параллельно базо-эмиттерному переходу исполнительного транзистора, эмиттер второго транзистора подключен к введенному дополнительному источнику питания, к которому подключены усилитель постоянного тока и опорный элемент.

Кроме того база первого транзис/ тора порогового элемента через суммирующий резистор подключена к эмиттеру транзистора регулирующего элемента.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого стабилизатора с защитой.

Стабилизатор содержит последовательный регулирующий элемент 1 на транзисторах, .управляющей целью подключенный к выходу усилителя 2 обратной связи, к входу второго подключены опорный элемент 3 и делитель 4 выходного напряжения, резисторную нагрузку 5, датчик 6 тока регулирующего элемента 1, датчик напряжения на стабилитроне 7 и резисторах 8 и 9, шунтирующий коллекторно-.эмиттерный переход транзистора регулирующего элемента 1, пороговый элемент на транзисторах 10 и

11 и светодиоде !2, исполнительный транзистор !3, эмиттер которого подключен к ограничительному резистору

t4, а база к резистору !5 обратной связи и к суммирующему резистору

В942. 4 тока, но благодаря положительной обратной связи, образуемой транзистором 10, транзистор 13 остается полностью открытым. Светодиод 12 начинает светиться давая сигнал о переP грузке коротком замыкании) и подго35 тавливая схему к автовозврату.

После срабатывания защиты и последующего уменьшения оператором тока нагрузки до величины, меньшей ос4О таточного тока или полного отключения резистора нагрузки 5 напряжение на датчике 6, тока исчезает и схема автоматически возвращается в исходное состояние.

При увеличении напряжения на

45 участке эмиттер-коллектор транзистора регулирующего элемента 1 выше допустимой величины," напряжение. на резисторе 9 открывает транзистор 11 и происходит процесс, аналогичный рассмотренному. Совместное действие датчика 6 тока и датчика напряжения защищает транзистор регулирующего элемента 1 по мощности.

Таким образом, при перегрузках

55 и коротких замыканиях на выходе, вызывающих перегрузку регулирующего элемента 1, осуществляется сигнализация и ток через регулирующий эле5

1О

15 и

16 и дополнительный источник 17 питания.

Стабилизатор работает следующим образом.

При отсутствии перегрузок транзисторы 10, 11 и 13 заперты, светодиод 12 погашен. Если ток нагрузки через резистор 5 превысит допустимую величину, напряжение на датчике

6 тока открывает транзистор 11, что вызывает открытие транзистора 10.

Одновременно через резистор 15 на базу транзистора 11 поступает напряжение положительной обратной связи, что вызывает полное открытие транзисторов 10 и 11. Транзистор 13, получающий на базу тот же управляющий сигнал, что и транзистор 11 также полностью открывается, соединяя базу второго транзистора регулирующего элемента 1 с его эмиттером и, таким образом, запирая регулирующий элемент, что приводит к падению тока через резистор нагрузки до незначительной остаточной величины, которая предварительно устанавливается резистором 15 обратной связи. Снижение тока нагрузки приводит к уменьшению напряжения на датчике 6

Ю

Формула изобретения

5 9189 мент 1 падает до весьма малой величины, которая предварительно устанавливается резисторами 15 обратной связи, что обеспечивает, защиту стабилизатора с повьи ейной надежностью, 5

В то же время, после срабатывания защиты при снижении тока в нагрузке до величины, меньшей остаточного . тока, схема автоматически возвращается в исходное рабочее состояние, что повышает надежность и оператив- ность работы с стабилизатором.

При установке резисторов 15 обратной связи достаточно малого значения остаточного тока в большинстве слу« чаев практически при любом напряжении на транзисторе регулирующего эле- мента 1,. последний не перегружается также и по мощности даже при коротком замыкании резистора 5 нагрузки. 20

В этих случаях элементы 7-9 не требуются, а суммирующий резистор 16 соединяется непосредственно с эмиттером транзистора регулирующего элемента 1 (изображено пунктиром),. что приводит к дальнейшему повышению эффективности и надежности схемы.

Предлагаемый стабилизатор, благодаря эффективной быстродействующей ,защите по току и мощности от пере- . 30 грузок и коротких замыканий, сигнализации и автовозврату в рабочее состояние при минимальном числе .элементов имеет ловленную надежность и техникоэкономическую эффективность практически при любых пределах регулирования напряжения на нагрузке, начиная от долей вольта и ниже.

Стабилизатор напряжения с защитой, содержащий последовательно. включенНЫй В СИЛОВУЮ ШИНУ РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕ- 45 мент на составном транзисторе уп( э

42 6 равляющий цепью подключенный к выходу усилителя гэстоянного тока, датчик тока, пороговый элемент, исполнительный транзистор, коллектором подключенный к управляющей цепи регулирующего элемента, опорный элемент, резистор обратной связи и суммирующий резистор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты и повышения надежности стабилизатора, пороговый элемент выполнен на двух транзисторах разного типа проводимости и последовательно соединенных светодиода и ограничительного резистора, включенных между коллектором и эмиттером указанных транзисторов, причем эмиттер первого транзистора подключен к одному из выводов датчика тока, другой вывод которого подключен к эмиттеру транзистора регулирующего элемента, база первого транзистора через суммирующий резистор подключена к эмиттеру транзистора регулирующего эЛемента непосредственно или через введенный датчик напряжения, шунтирующий его эмиттерно-коллекторный переход, а через резистор обратной связи - к коллектору второго транзистора, база которого подключена к коллектору ïåðвого транзистора, баз=-эмиттерный переход которого подключен параллельно база-эмиттерному переходу исполнительного транзистора, эмиттер второго транзистора подключен к введенному дополнительному источнику питания, к которому подключены усилитель постоянного тока и опорный элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 494738, кл. G 05 F I/58, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 418845, кл. G 05 F 1/58, 1972.

918942

Составитель С.Горбачева

Редактор Н.Джуган Техред З.фанта Корректор А.Дзятко

Заказ 214 1/32 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4