Стабилизатор напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических республик (iv9950?5 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12 08.80 (21) 2971832/24 07 (54)М. Кд.

G05 f 1/58 с присоединением заявки Рй

f4cf43pc33Nllhll кеюитет

СССР кф делам изобретений и втермтнй (23) П риоритет.

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5 (53) УДК 621.. .3 16.722.

L (0888) .

Дата опубликования описания 07.02.83 (72) Автор изобретения

Ю. И. Морозов (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к ключевым стабилизаторам: напряжения, которые могут быть использованы для питания уст-: ройств автоматики, вычислительной техники и связи.

- Известны ключевые стабилизаторынапряжения, предназначенные для преобразования пульсирующего напряжения s

-постоянное. Ключевой -управляющий транзистор такого стабилизатора включен по схеме эмиттерного -повторителя. Параллельно переходу база-эмиттер этого транзистора подключена схема отключения, входом через: стабилитрон подключенная к шине нагрузки 1

Недостатком этого устройства явля. ется его низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор напряжения, содержащий вклю- щ ченный последовательно в одну из силовых шин ключевой транзистор, первый тран зистор, коллектором подключенный к уь.равляющему входу ключевого транзис -го2 ра через первый резистор, а базой че рез последовательно соединенные второй и третий резисторы - к выходу ключево го транзистора, второй транзистор, коллектором подключенный к общей точке второго и третьего резисторов, а базойк источнику опорного напряжения на стабилитроне, и фильтр, подключенный на выходе стабилизатора 12) .

Недостатком. этого устройства явля ется невысокая надежность, в связи с тем, что в нем не обеспечивается защита транзисторов устройства и нагрузки при коротких замыканиях в нагрузке и высокий уровень пульсаций выходного напря жения.

Бель изобретения - повышение надежности устройства и обеспечение низкого уровня пульсаций выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения введены шесть резисторов, кнопка запуска, диод и делитель выходного напряжения, rrpmчем четвертый резистор включен между

Э . М5 стабилитроном источника опорного напря

4 жения и делителем выходного напряжения, эмиттеры первого и второго транзисторов подключены к общей шине непосредственно, пятый, шестой и седьм ой резисторы включены между эмиттерами и базами соответственно ключевого, первого и второго транзисторов, общая точка коллектора второго транзистора, второго и третьего резисторов иерез последовательно соединенные восьмой резистор и кнопку запуска подключена к входу ключевого транзистора, а через девятый резистор подключена к выходно« му выводу стабилизатора, диод включен последовательно в силовую шину между ключевым транзистором и фильтром, а величина сопротивления восьмого и девя-. того резисторов в отдельности больше величины сопротивления двух последовательно включенных второго и третьего резисторов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора. данной величины, током через стабилитрон 12 откроется второй транзистор 10, который шунтирует цепь положительной обратной связи триггера. При этом триг2S гер резко отключается и оба транзистора

1 и 7 переходят в закрытое состояние.

После уменьшения величины напряжения на выходном выводе 5 второй транзистор

10 закрывается.

Ток, протекающий через другой резистор 20 с большим сопротивлением, выводит первый транзистор 7 на начало вольт-амперной характеристики. Происходит резкое включение транзисторов

1 и 7 триггера. Процессы.включения и отключения триггера повторяются. Продолжительность импульсов тока, протекающих через ключевой управляющий транзистор 1, и продолжительность пауз

4О между ними зависит от величины напряжений на входном выводе 2 и выходном выводе 5 и;.еличины тока, протекающего через нагрузку, Благодаря большой ве личине резистора 20 небольшие измене -. ния величины напряжения на выходе устройства приводят к открытию или закрытию транзистора 10. При этим переключается триггер (транзисторы 1 и 7).

Зтим обеспечивается низкий уровень пульсаций выхоДного напряжения.

5О

Стабилизатор напряжения содержит ключевой транзистор 1, входом подключенный к входному выводу 2, выходом через диод 3 и фильтр 4 — к выходному выводу 5, а базой через первый резистор 6 - к коллектору первого транзистора 7. База этого транзистора 7 через два последовательно включенных резистора второй 8 и третий 9 подключена к выходу ключевого транзистора 1. К общей точке двух последовательно включенных резисторов 8 и 9 подключен коллектор второго транзистора 10, база которо го через последовательно включенные четвертый резистор 11 и стабилитрон

12 подключена к движку переменного резистора 13, являющимся делителем выходного напряжения, включенного мe ду выходным выводом 5 и общей шиной

14. Между базами и эмиттерами транзисторов 1,7 и 10 включены соответственно пятый 15, шестой 16 и седьмой

17 резисторы. Змиттеры первого 7 и второго 10 транзисторов и другой вывод фильтра 4 подключены к общей шине

14. К входному выводу 2 подключена кнопка 18 запуска. Устройство содержит восьмой 19 и девятый 20 резисторы, сопротивление каждого из которых в 2050 раз больше величины сопротивления базовых резисторов 8 и 9 первого транзистора 7.

Устройство работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения на вход стабилизатора все транзисторы

1, 7 и 10 устройства закрыты. Для включения устройства на некоторое время нажимают кнопку 18 запуска. Ток, протекающий через резистор 19, с большим сопротивлением выводит первый транзистор

7 на начало прямолинейного участка вольт-амперной характеристики. Коллекторный ток транзистора 7 незначительно открывает ключевой транзистор 1. Зто приводит к резкому открытию обоих транзисторов 1 и 7 и переход их в режим насыщения. Ключевой управляющий транзистор 1 и первый транзистор составляют триггер. Два последовательно включенных резистора 8 и 9 являются цепью положительной обратной связи этого триггера. После того, как напряжение на выходном выводе 5 достигнет заОтключение ключевого управляющего транзистора 1 происходит не только при открытии транзистора 10, но и при снижении напряжения на выходе устройства, к которому подключена цепь положительной обратной связи (резисторы 8 и 9) триггера (транзисторы 1 и 7). Такое снижение напряжения может произойти

5 0050 в результате короткого замьщания в нагрузке.

Таким образом, устройство имеет такую. структуру, которая обеспечивает практи-t ч ески мгновенное отключение устройства от питающего его источника в случае короткого замьпяния в подключенной к его выходу нагрузке. Это позволяет исключить повреждение этой нагрузки и ключевого управляющего транзистора 1., 10

После устранения неисправности в нагрузке, устройство может быть вновь включено кнопкой 18.

Таким образом, введение вышеуказан- 1 s ных элементов с соответствующими связями обеспечивает повышение надежности ycT- ройства, исключив повреждение транзисторов и нагрузки в случае короткого замыкания, и позволяет получить низкий щ уровень пульсаций выходного напряжения.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения, содержащий включенный последовательно в одну из силовых шин ключевой транзистор, первый транзистор, коллектором подключенный к управляющему входу ключевого зо транзистора че ез первый резистор, а базой через последовательно соединенные второй и третий резисторы - к вьходу ключевого транзистора, второй трал зистор, коллектором подключенный к общей точке второго и третьего резисторов . а базой — к источнику опорного напряжения на стабилизаторе, и фильтр, под75 4 ключенный íà выходе стабилизатора, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышення надежности устройства и обеспечения низкого уровни пульсаций. выходного напряжения, введены шесть резисторов, кнопка запуска, диод и де литель выходного напряжения, причем четвертый резистор включен между ста билитроном источника опорного напряжения и делителем выходного напряжения, эмиттеры первого и второго транзисторвв подключены к общей шине непосредственно, пятый, шестой и седьмой резисторы включены между эмиттерами и базами соответственно ключевого, первого и второго транзисторов, общая точка коллек тора второго транзистора, второго и третьего резисторов через последователь но соединенные восьмой. резистор и zmoaку запуска подключена к- входу ключевого транзистора, а через девятый резистор подключена к выходному выводу ста билизатора, диод включен последовательно в силовую шину между ключевым транзистором и фильтром, а величина сопротивления восьмого и девятого резисторов в отдельности больше величины сопротивления- двух последовательно включенных второго и третьего резисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3982192, кл. 605F 1/56, 1975.

2. Александров Ф. И., Сиваков А. P.

Импульсные преобразователи и стабили-, заторы. Л., «Энергия, 1970, с. 15-16, рис. 1-О.

Составитель О. Мещерякова

Редактор П. Макаревич Техред М,Костик Корректор И, Шулла

Заказ 644/33 Тираж 8 72 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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