Стабилизатор постоянного напряжения с защитой

 

О П И С A Н M Е (11)943676

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социал нетичвсинк

Республик

\ / с (61) Дополнительное к авт. свив-ву— (22) Заявлено 25. 01. 80(21) 2874334/24-07 с присоединением заявки М— (5l )M Кл

G 05 F 1/58

РкуйвреткввФ квинтет

СССР ае дмаи взавретеннв в открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15.07.82 (53) УДК 621.316. . 722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. A Иванова, В. В. Ланцов и О. Н. Си ягин т".

".:ею:. I г.. - И Я у (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

С ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к интегральным стабилизаторам напряжения, и может быть использовано в качестве вторичного источника питания узлов автоматики и вычислительной техники.

Известен стабилизатор напряжения, . содержащий регулирующий транзистор, опорный элемент, устройство сравнения выходного и опорного напряжений, управляющий транзистор, резисторы коллекторной нагрузки управляющего транзистора, транзистор, защиты и конденсатор, шунтирующий управляющий траняистор 11 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор напряжения постоянного тока с защитой, содержащий включенный последовательно с резистивным датчиком .рв тока в силовую шину регулирующий элемент с полевым транзистором в цепи управления, дифференциальный усилитель обратной связи, один вход которо2

ro соединен со средней точкой делителя выходного напряжения,. а другой вход — с источником опорного напряжения, резисторно-диодный датчик напряжения, пороговый транзистор, и токостабилизирующий транзистор (2).

Недостатками стабилизатора являются низкое входное сопротивление регулирующего элемента, зависимость его от сопротивления нагрузки стабилизатора, что существенно снижает коэффициент стабилизации и увеличивает выходное сопротивление стабилизатора.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора с полевым транзистором на входе регулирующего элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор введены исполнительный транзистор защиты, эмиттером соединенный с эмиттером порогового транзистора, базой — с коллектором порогового транзистора, а коллекторомсо стоком упомянутого полевого тран943676 зистора, дополнительный диод, катодом подключенный к выходу дифференциального усилителя, анодом — к затвору полевого транзистора, причем токостабилизирующий транзистор эмиттером через токозадающий резистор, соединен с общей шиной, коллектором — с базой исполнительного транзистора защиты, базой со средней точкой делителя выходного напряжения. 1О

На чертеже представлена схема ста-. билизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения содержит датчик тока 1, соединенный с коллектором силового транзистора 2 регулирующего элемента 3. На входе регулирующего элеМента включен полевой транзистор 4. Резисторно-диодный датчик напряжения 5 одним выводом подключен к датчику тока 1 и коллектору щ силового. транзистора 2, другим — к выходному выводу. Дифференциальный. усилитель обратной связи 6 инвертирующим входом соединен с делителем выходного напряжения 7, а неинвертирую- 25 щим с источником опорного напряжения

8. Пороговый транзистор 9 соединен эмиттером с датчиком тока 1, эмитте— ром исполнительного транзистора 10 и входной шиной. Диод 11 анодом подклю- щ чен к затвору транзистора 4, а катодом к выходу усилителя.Токостабилизирующий транзистор 12, эмиттер которого подключен через токозадающий резистор 13 к общей шине коллектор

У

35 к базе исполнительного и коллектору порогового транзисторов, а база к делителю напряжения. Коллектор исполнительного транзистора 10 соединен со стоком транзистора 4..

Стабилизатор работает следующим образом.

В рабочем режиме транзистор 10 находится в режиме насыщения, который обеспечивается генератором тока на транзисторе 12, а транзистор 9 закрыт.

Ток через транзистор 10 и последовательно с ним включенный транзистор 4 определяется током нагрузки и коэффициентом усиления по току транзистора

2. При возникновении перегрузки по току увеличивается падение напряжения на резистивном датчике тока, открывается пороговый транзистор защиты

9 и шунтирует база-эмиттерный переход исполнительного транзистора защиты 10, его базовый ток уменьшается, он начинает закрываться. В результате коллекторныи ток исполнительного транзистора 10, являющийся током стока полевого транзистора регулирующего элемента, а следовательно и базовый ток силового регулирующего транзистора 2, уменьшается, и он начинает закрызаться. Увеличивается падение напряжения на регулирующем элементе, выходное напряжение уменьшается. В связи с этим уменьшается напряжение смещения токостабилизирующего транзистора 12, что приводит к уменьшению времени срабатывания защиты и увеличению крутизны характеристики схемы защиты.

Выходное напряжение уменьшается до тех пор, пока напряжение на переходе коллектор-эмиттер силового транзистора 2 регулирующего элемента 3 не достигнет величины напряжения срабатывания стабилитрона в диодно-резисторном датчике напряжения 5, ток, протекающий по датчику 5, создает дополнительное смещение,отпирающее транзистор что приводит к запиранию транзистора 10 и полной отсечке тока стока полевого транзистора и запиранию силового транзистора 2 регулирующего элемента 3.

Таким образом, осуществляется защита регулирующего транзистора не только от перегрузок по току, но ипо напряжению и по мощности. 8 режиме короткого замыкания транзисторы 9, 10 и 12 закрыты. Диод 11 препятствует возникновению прямого тока перехода затвор - исток полевого транзистора.

При снятии перегрузки или устранении короткого замыкания восстанавливается выходное напряжение, стабилизатор возвращается к нормальному рабочему режиму.

Приведенная схема защиты позволяет в значительной степени повысить эксплуатационную надежность стабилизатора напряжения, не ухудшая стабильности выходного напряжения при изменении нагрузки, напряжения питания, температуры.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой, содержащий включенный последовательно с резистивным датчиком тока в силовую шину регулирующий элемент с полевым транзистором в цепи управления, дифференциальный усилитель обратной связи, один вход которого

Составитель В. Панов

Редактор Л. Повхан Техред А. Бабинец Корректор Г, Решетник

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5107/54

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

5 943676 6 соединен со средней точкой делителя ный к выходу дифференциального усиливыходного, а другой вход - с источ- теля, анодом - к затвору полевого ником опорного напряжения, резисторно- транзистора, причем токостабилизиру диодный датчик напряжения, пороговый ющий транзистор эмиттером через тотранзистор, и токостабилизирующий тран- 5 коз да щ РеэистоР- соединен с общей козадающий резистор- соединен с общей зистор, отличающийся тем, я м шиной, .коллектором — с базой исполчто, с целью повышения- надежности, кительного транзистора защиты, базой .- со средней точкой делителя выв него введены исполнительный транзис- .р д ходного напряжения. тор защиты, эмиттером соединенный с

1о Источники информации, эмиттером порогового транзистора, бапринятые во внимание пои экспертизе зой - с коллектоРом поРогового тРан- 1. АвтоРское свидетельство СССР зистоРа, а коллектоРом - со стоком У 610093, кл. g 0g F 1/Я, 19У6. упомянутого полевого транзистора, до- 2. Авторское свидетельство СССР полнительный диод, катодом подключен- g 681425, кл. G щ F 1/58, 19/8.