Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержгидий последовательно включенные в силовую шину междувходным и выходным выводами датчик тока и регулирующий элемент, датчик напряжения, включенный параллельно регулирующемуt, элементу и выполненный из последовательно соединенных нелинейного элемента и резистгора, пороговый элемент, отличающийс я тем, что, с целью повьииения надежности путем повышения точности срабатывания защиты, датчик тока и нелинейный элемент датчика напряжения выполнены в виде прямосмещенных диодов, выход порогового элемента подключен к управляющей цепи регулирующего элемента, один из его входов подключен к точке соединения нелинейного элемента и резистора датчика напряжения, а другой вход подключен к входному силовому выводу . 2.Стабилизатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что регулиру-. ющий элемент выполнен на биполярном iTpaHSHCTOpe, .эмиттерно-базовый переход которого является датчиком тока, а параллельно коллекторно-базовому переходу указанного транзистора включен датчик напряжения, 3.Стабилизатор по п. 2, отличающийся тем, что в него введен антилогарифмирующий элемент, подключенный к входным выводам порогового элемента. . 4 .Стабилизатор по п. 3, о т л ичающийся тем, что антилогарифмирующий элемент выполнен на транзисторе . :о :о DO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ4ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (И) 3(SO 6 05 Г 1/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3243929/24-07 (22} 05 ° 02.81 (46) 23 ° 04.83. Бюл. 9 15 (72) И. A. Ракша (53) 621 ° 316 ° 722 ° 1(088 ° 8) (56) 1. "Радио", 1974, 9 11, с. 30.

2. Авторское свидетельство СССР

9 546870, кл. С 05 F 1/58, 1974. (54)(57) 1. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последователь-, но включенные в силовую шину междувходным и выходным выводами датчик тока и регулирующий элемент, датчик напряжения, включенный параллельно регулирующему„элементу и выполненный из последовательно соединенных нелинейного элемента и резистора, пороговый элемент, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения точности срабатывания защиты, датчик тока и нелинейный элемент датчика напряжения выполнены в виде прямосмещенных диодов, выход порогового элемента подключен к управляющей цепи регулирующего элемента, один из его входов подключен к точке соединения нелинейного элемента и резистора датчика напряжения, а другой вход подключен к входному силовому выводу °

2. Стабилизатор по п. 1, о .т л ич а ю шийся тем, что регулиру-.. ющий элемент выполнен на биполярном

-транзисторе, эмиттерно-базовый переход которого является датчиком тока, о а параллельно коллекторно-базовому переходу укаэанного транзистора включен датчик напряжения.

3. Стабилизатор по п. 2, о т л ич а ю шийся тем, что в него введен антилогарифмирующий элемент, подключенный к входным выводам порогового элемента.

4. Стабилизатор по п.. 3, о т л и- С ч а ю шийся тем,что антилогарифмирующий элемент вйполнен на тран- Я эисторе.

1013931

Изобретение относится к электротехнике, .а именно к стабилизаторам постоянного напряжения и, в частности, к устройствам защиты силовых транзисторов стабилизаторов от черезмерной рассеиваемой мощности.

Известен стабилизатор с устройством защиты силового транзистора, содержащий резистор, включенный в качестве датчика тока последовательно с силовым транзистором, и резистив- 10 ный делитель, включенный параллельно силовому транзистору, а также компаратор, включенный воими входами к последовательной цепи, образованной. сопротивлением датчика тока )5 и одним из сопротивлений резистивgoro делителя, а выходом — к управляющему электроду силового транзистора (13., 20

Недостатком стабилизатора является низкая точность срабатывания устройства защиты в зависимости от рассеиваемой на силовом транзисторе мощности.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор постоянного найряжения, содержащий последова=ельно включенные в силовую шину между входным и выходным выводами датчик тока и регулирующий элемент, датчик напряжения, включенный параллельно регулирующему элементу и выполненный из последовательно соединенных нелинейного элемента и резистора, пороговый 35 элемент (2).

Недостатком этого устройства является плохое использование регулирующего транзистора по мощности изза трудности получения гиперболи; 40 ческой характеристики нелинейного элемеита, которая заменяется обычно аппроксимирующей зависимостью.

Целью изобретения является повышение надежности путем повышения . 45 точности срабатывания защиты.

Цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем последовательно включенные в силовую шину между входным и выходным выводами регулирующий элемент и датчик тока, датчик напряжения, включенный параллельно регулирующему элементу и выполненный из последовательно соединенных нелинейного элемента и резистора, пороговый 55 элемент, датчик тока и нелинейный элемент датчика напряжения выполнены в виде прямосмещенных диодов, выход порогового элемента подключен к управляющей, цепи регулирующего 60 элемента, один из его входов подключен к точке соединения нелинейного элемента и резистора датчика напряжения, а другой вход подключен к входному силовому выводу.

Регулирующий элемент выполнен на биполярном транзисторе, эмиттерно-базовый переход которого является дачтиком тока, а параллельно коллекторно-базовому переходу указанного транзистора включен датчик напряжения.

Кроме того, в него введен антилогарифмирующий элемент, например на транзисторе.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения; на фиг, 2-схема стабилизатора с антилогарифмирующим элементом.

Стабилизатор постоянного напряжения (фиг. 1) содержит регулирующий элемент (транзистор) 1, включенный в силовую шину питания и подключенный управляющей цепью.к выходу сравнивающего элемента 2. Входы сравнивающего элемента 2 подключены к выходному выводу 3 стабилизатора и движку переменного резистора 4, включенного параллельно опорному стабилитрону 5. Последовательно с регулирующим элементом 1 в силовую шину стабилизатора включен датчик тока на диоде б в прямом направлении, а параллельно регулирующему элементу 1 включен датчик напряжения на резисторе 7 и диоде 8, параллельно последовательной цепи из диодов б и 8 своими входами включен пороговый элемент 9, выход которого подключен к управляющей цепи регулирующего элемента 1, антилогарифмирующий элемент (фиг. 2) на транзисторах 10 и 11 и резисторе 12, При работе стабилизатора сравнивающий элемент 2, сравнивая напряжение на выходном выводе 3 и на движке резистора 4, воздействует на регулирующий элемент 1 таким образом, что напряжение на его выходе поддерживается постоянным, не смотря на колебания величины потребляемого тофЬ»

При этом протекающий через регулирующий элемент 1 ток создает падение напряжения на диоде б, пропорциональное логарифму протекающего через него тока. Одновременно из-за наличия падения напряжения на регулирующем элементе 1 через резистор 7 и диод 8 также протекает ток, величина которого, учитывая, что резистор 7 значительно больше прямого сопротивления диода 8, пропорциональна падению напряжения на регулирующем элементе 1. Этот ток создает падение напряжения на регулирующем элементе 1.

Вследствие этого, на вход порогового элемента 9 воздействует напряжение, пропорциональное сумме логарифмов протекающего через регулирующий элемент 1 тока и падения напряжения

1013931

ВНИИПИ Заказ 3017/57 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 на нем, что эквивалентно логарифму произведения этих величин или логарифму мощности, рассеиваемой регулирующим элементом 1.

Когда это напряжение достигает заданной величины, т.е. соответствующей максимально допустимому произведению тока на напряжение, пороговый элемент сработает и регулирукиаий элемент будет заперт (или ток через него будет ограничен),-что предот- 1О вратит ЕгЬ от пробоя.

Благодаря тому, что напряжение на диодах и протекающий через них ток достаточно точно соответствуют логарифмической зависимости в боль- 15 ших пределах изменения тока, защита надежно и точно отключает регулирующий элемент в больших пределах изменения выходного напряжения стабилизатора и строго в соответствии с величиной рассеиваемой на нем мощности..

Стабилизатор, показанный на фиг.2, работает аналогично описанному на фиг. 1. Разница заключается лишь в том, что напряжение, пропорциональ-25 ное логарифму тока, снимается с базы транзистора 1, а сумма логарифмов величины тока и напряжения на транзисторе 1 прикладывается к эмиттерно баэовому переходу транзистора 10.

Ток транзисторов 10 и 11 отрегулирован так, что при протекании допустимого тока через транзистор 1 транзистор 11 находится в проводящем состоянии, а транзистор 10 - в непроводящем из-за малого напряжения на 35 его базе. Когда ток через регулирующий транзистор 1 увеличивается до предельной величины, увеличивается и напряжение на базе транзистора 10, равное сумме напряжений на змиттер- 40 ное-базовом переходе транзистора 1 и диоде 8. Когда эта сумма напряжений станет соответствовать предельно допустимой мощности рассеяния на транзисторе 1, пРоизойдет перерас- 45 пределение тока в дифференциальной п аре транзисторов 10 и 11 и ток через транзистор 11 сильно уменьшится, напряжение на коллекторе транзистора 11 увеличится и сработает пороговый элемент 9, который запрет транзистор 1, прекратив (или ограничив) .ток через него. (В качестве порогового элемента 9 может быть использован транзистор или тиристор, шунтирующрй эмиттерно-базовый переход транзистора 1).

Благодаря использованию транзистора 10 по схеме с общим коллектором он практически не шунтирует последовательную цепь из диода 8 и базового перехода транзистора 1 в нормальном режиме эксплуатации, а на предпредельных режимах, когда транзистор 10 начинает приоткрываться, ток через него пропорционален антилогарифму приложенного к базе напряжения. Поскольку приложенное к базе напряжение пропорционально логарифму произведения тока на напряжение транзистора 1, ток коллектора транзистора 10 пропорционален этому произведению и, следовательно, крутизна его изменения большая, чем крутизна изменения напряжения базы.

В свою очередь, ток через транзистор 11 имеет такую же крутизну, не изменяется в обратном-направлении, так как равен току через дифферен;циальную пару 10 и 11, определенному режимом ее работы минус ток через транзистор 10. Это повышает точность срабатывания порогового элемента 9 и всей защиты в целом.

Использование эмиттерно-базового перехода транзистора 1 в качестве датчика тока системы защиты позволя.ет отказаться ат диода б, который иэ-за обычно большого тока через транзистор 1 должен быть мощным, но приводит к увеличению минималь- . ного тока через стабилизатор из-за ,наличия постоянной цепочки 7 и 8, .в его базе.