Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Союз Советскик

Социапистическин

Респубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допел интел ьное к а вт. с вид-ву (22)Заявлено 22.07.80 (21) 2965020/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)M. Кл.

G 05 F 1!58

3ЪвударстеанныН камнтет

СССР ав делам нзааретеннй н отнрытнй (53) УДK 621. 316. . 722. 1 (088. 8) Опубликовано 15.06.82 ° Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (72) Автор изобретения

Н. Г. Шепель (7l ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Стабилизатор напряжения посто янного тока относится к электро,техники, в частности к источникам . питания контрольно-измерительных и автоматизированных устройств различного назначения.

Известен стабилизатор напряженияс установкой порога срабатывания защиты от перегрузок, содержащий

10 составной регулирующий элемент, блок обратной связи, транзистор защиты, коллекторно-эмиттерный переход которого подключен к переходу базаэмиттер полного составного регулиру3j ющего транзистора, а база через резистор и диод подключена к базе вто рого транзистора регулирующего элемента и через другой резистор к дополнительному источнику питания.

При перегрузке увеличивается напряжение на переходах эмиттер-база второго и первого составного транзисторов, .транзистор защиты .отпирается, что приводит к запиранию составного регулирующего элемента j1).

Недостатком такого стабилизатора напряжения является зависимость порога срабатывания защиты от величины входного напряжения. При изменениях входного напряжения изменяется напряжение на переходах эмиттер-база второго и первого составного транзисторов, поступающее на базу транзистора защиты. Значит, порог отпирания транзистора защиты зависит не только от величины тока нагрузки, но и от величины входного напряжения.

Наиболее близким техническим ре-. шением к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения с регулируемой защитой по току, содержащий регулирующий транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, согласующий транзистор, блок обратной свяйи, блок имттульсного запуска и элемент защиты — тиристор, включен935918

15 ный между эмиттером регулирующего и коллектором согласующего транзисторов. Управляющий электрод тиристора подключен к среднему выводу переменного резистора, который крайними выводами вклю ен между базой регулирующего и коллектором согласующего транзисторов, При перегрузке увеличивается напряжение на крайних и среднем выводах переменного 1О резистора, включается тиристор защиты, и шунтируя переход эмиттербаза регулирующего транзистора, запирает стабилизатор напряжения е целом (2).

Недостатком такого стабилизатора напряжения является зависимость порога срабатывания схемы защиты от колебаний входного напряжения. Так как при изменении величины входно- щ го, напряжения меняется ток базовой цепи регулирующего транзистора, а значит, и напряжение на среднем выводе переменного резистора, то включение тиристора защиты происходит при значениях тока перегрузки отличных от номинально выставленных при определенном (номинальном) зна1

: чении входного напряжения. А наличие резистора в базовой цепи регулирующего транзистора сужает функциональные возможности стабилизатора напряжения, в частности диапазон рабочих токов нагрузки.

Целью изобретения является обес35 печение установки стабильного и независимого от колебаний напряжения входной сети порога срабатывания защиты от перегрузки,и улучшение эксплуатационных параметров стабилизаЯО тора напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин pery45 лирующий элемент на транзисторе, эмиттер которого подсоединен к выводу для подключения положительного полюса основного источника питания, согласую>ш и блок на транзисторе с пров одимостью, противоположной проводимости транзистора регулирующего элемента, выходом связанный с управляющей цепью регулирующего элемента, а к его входу подключены выход блока импульсного запуска, одним из входов 55

21одключенного к эмиттеру транзистора регулирующего элемента и выход блока обратной связи, вход которого подключен к выходным выводам, регулируемый датчик тока перегрузки, введены триггерный блок защиты, отключающий транзистор и дополнительный источник питания к отрицательному полюсу которого подключены один из выводов управляемого датчика тока пер егрузки, один из питающих входов триггерного блока защиты и эмиттер отключающего транзистора, коллектор которого подключен ко входу согласующего блока, выходом подключенного непосредственно к управляющей цепи регулирующего элемента, а база отключающего транзистора подключена к одному из выходов триггерного блок, защиты, другой выход которого подключен к другому входу блока импульсного запуска, к выходу которого подключен один из входов триггерного блока защиты, другой вход которого соединен с управляющим входом регулируемого датчика тока перегрузки, другим выводом соединенного с другим питающим входом триггерного блока защиты и выводом для подключения положительного полюса основного источника питания, отрицательный полюс которого соединен с положительным полюсом дополнительного источника

1 питания.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор напряжения содержит регулирующий составной транзистор

1, соединенный с блоком обратной связи 2 через согласующий блок 3.

Ко входу согласующего блока 3 подключен коллектор отключающего транзистора 4, эмиттер которого подключен к отрицательному полюсу дополнительного источника питания 5, база — к выходу (Б) триггерного блока защиты

6, выход (А) которого подключен к одному из входов блока импульсного запуска, а к другому (установочному) входу триггерного блока защиты 6 подключен выход блока импульсного запуска 7, выход которого соединен также со входом согласующего блока 3. Регулируемый датчик тока перегрузки на потенциометре 8, средняя точка которого подключена к другому входу триггерного блока защиты

6, причем отрицательный полюс основного источника питания 9 соединен с положительным полюсом дополнительного источника питания 5.

9359 I 8 6

Стабилизатор напряжения работает следунзцим образом.

В момент включения устройства в сеть триггерный блок защиты б устанавливается в положение, обеспечи- S вающее на выходе А отрицательный потенциал, осуществляющий питание блока импульсного запуска ?, а на выходе Б — положи-.ельный потенциал, удерживающий отключающий транзистор 4 в открытом состоянии. Блок импульсного запуска 7 начинает генерировать импульсы, которые поступают на второй (установочный) вход триггерного блока защиты 6 и на базу транзистора согласующего блока 3. Первый импульс, поступая на установочный вход триггерного блока защиты 6, переводит ее в другое устойчивое состояние, при котором на выходе А устанавли- 20 вается положительный потенциал, а на выходе Б — отрицательный. Отключаюший транзистор 4 запирается, обеспечивая тем самым, нормальную работу согласующего блока 3 и всего 25 стабилизатора, Длительность импульса, вырабатываемого блоком импульсного запуска ?., устанавливается достаточной для запуска устройства в режим стабилизации напряжения при 36 номинальной (в пределах допуска) нагрузке. Напряжение в средней точке потенциометра 8 при номинальной нагрузке устанавливается равным потенциалу общей шины. При колебаi нии напряжения сети в одинаковой пропорции изменяется напряжение источников питания 5 и 9, что не приводит к изменению потенциала средней точки потенциометра 8. При измене46 нии вепичины нагрузки в выходной цепи стабилизатора, изменяется ток наР грузки и соответственно ток источника питания 9. Это приводит к изменению падения напряжения на внутрен45 нем. сопротивлении источника питания 9, к разбалансу тока через потенциометр 8, потенциал средней точки которого изменяется по закону изменения тока нагруэки. Уменьшающийся по отношению к общей шине потенциал, что соответствует увеличению тока нагрузки, приводит к срабатыванию триггерного блока защиты б, положительный потенциал с выхода

Б которой открывает отключающий транзистор 4, что приводит, в свою очередь, к запиранию транзистора согласующего блока 3 и стабилизатора в целом. Устанавливая определенный порог срабатывания триггерного блока защиты 6, можно устанавливать стабильньп и независимый от колебаний входного напряжения сети порог срабатывания защиты стабилизатора напряжения. Отрицательным потенциалом с выхода А триггерного блока защиты

6 при этом осуществляется питание блока импульсного запуска 7, который при устранении перегрузки производит автоматический запуск стабилизатора напряжения.

Включение датчика тока перегрузки между потенциальными шинами разнополярных источников питания позволяет не только обеспечить установку порога срабатывания защиты, независимую от колебаний напряжения входной сети, но и повысить KHg стабилизатора за счет снижения потерь на датчике тока перегрузки, наблюдающихся в случае включения последнего в цепь полного потребления тока на-. грузки.

Включение резистора датчика тока перегрузки и отключающего транзистора защиты вне схемы стабилизатора позволяет исключить их влияние на работу стабилизатора напряжения, что приводит к улучшению эксплуатационных параметров коэффициента стабилизации, выходного сопротивления и диапазона рабочих токов нагрузки.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на транзисторе, эмиттер которого подсоединен к выводу для подключения положительного полюса основного источника питания, согласующий блок на транзисторе с проводимостью, проти воположной проводимости транзистора регулирующего элемента, выходом свяэанньй с управляющей цепью регулирующего элемента, а к его входу подключены выход блока импульсного запуска, одним из входов подключенного к эмиттеру транзистора регулирукщего элемента, и выход блока обратной связи, вход которого подключен к выходным выводам, регулируемый датчик тока перегрузки, отличающийся . тем, что, с целью обеспечения установки ста5918

7 93 бил ьно го и нез а ви симо го от колеб аний напряжения входной сети порога срабатывания защиты от перегрузки и улучшения эксплуатационных параметров стабилизатора напряжения, в него ввЕдены триггерный блок защиты, отключающий транзистор и до- полнительный источник питания, к отрицательному полюсу которого подключены один иа выводов управляемого датчика тока перегрузки, один из питающих входов триггерного блока защиты и эмиттер отключающего транзистора, коллектор которого подключен к входу согласующего блока, выходом подключенного непосредственно к управляющей цепи регулирующего элемента, а база отключающего транзистора подключена к одному из выходов триггерного блока защиты, другой выход которого подключен к другому входу блока импульсного запуска, к выходу которого подключен один из входов триггерного блока защиты, другой вход которого соединен с управляющим входом регулируемого датчика тока перегрузки, другим выводом соединенного с другим питающим входом триггерного блока защиты

10 и выводом для подключения положительного полюса основного источника питания, отрицательный полюс которого соединен с положительным полюсом дополнительного источника питания.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Ф 452820, кл. G 05 F 1/58, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР щ Ф 653607, кл. G 05 F 1158ю 1976 °

Составитель С. Горбачева

Р еДактоР Л.Повхан ТехРед NÄeäeð Корректор N,Êîñòà .

Заказ 4210 50 Тираж 914 « - -Иодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4