Стабилизатор напряжения с самозащитой

Стабилизатор напряжения с самозащитой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С i САМОЗАЩИТОЙ, содержащий последовательный транзисторный регулирующий элемент, включенный в силовую шину, управляющий вход которого через первый резистор подключен к коллектору транзистора усилительного каскада, подключенного входом через второй резистор к выходу усилителя обратной связи с входными цепями, подключенными к выходным клеммам стабилизатора и генератор запуска, отличающ и .и с я тем, чшо, с целью повышения КПД и надежности, генератор запуска выполнен на двух транзисторах разного, типа проводимости, при этом база первого транзистора подключена к одному выводу времязадающего конденсатора и к средней точке резистивного делителя напряжения, включенного между входными клеммами стабилизатора, а коллектор соединен с базой второго транзистора, подключенного эмиттером к входной силовой клемме стабилизатора и силовому входу транзисторного регулирующего элемента, а коллектором к другому выводу времязадающего конденсатора и через резистор к эмитi теру первого транзистора, причем точка соединения эмиттера первого тран (Л зистора и упомянутого резистора присоединена к входу питания усилителя обратной связи, подключенного к выходной силовой клемме стабилизатора и силовому выходу транзисторного регулирующего элемента через введенный диод, включенный в проводящем направлении. 4 Ь) СЛ

„„SU„„1046751

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З(51) G 05 F 1/ 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3436464/24-07 (22) 17.05.82 (46) 07.10.83. Бюл. я. 37 (72) М.Г.Варш, Е.С.Евстигнеев и Л.З.Таткин (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (53) 621.316.722,1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 584300, кл. G 05 F 1/58, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР и 519690, кл. G 05 F 1/58, 1976. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С

САМОЗАЩИТОЙ, содержащий последовательный транзисторный регулирующий элемент, включенный в силовую шину, управляющий вход которого через первый резистор подключен к коллектору транзистора усилительного каскада, подключенного входом через второй резистор к выходу усилителя обратной связи с входными цепями, подключенными к выходным клеммам стабилизатора и генератор запуска, о т л и ч а ющ и .й с я тем, чво, с целью повышения КПД и надежности, генератор за" пуска выполнен на двух транзисторах разного, типа проводимости, при этом база первого транзистора подключена к одному выводу времязадающего кон денсатора и к средней точке резистивного делителя напряжения, включенного между входными клеммами стабилизатора, а коллектор соединен с базой второго транзистора, подключенного эмиттером к входной силовой клемме стабилизатора и силовому входу транзисторного регулирующего элемента, .а.коллектором к другому выводу времязадающего конденсатора и через резистор к эмит. теру первого транзистора, причем точка соединения эмиттера первого транзистора и упомянутого резистора присоединена к входу питания усилителя обратной связи, подключенного к выходной силовой клемме стабилизатора и силовому выходу транзисторного регулирующего элемента через введенный диод, включенный в проводящем направлении.

10467

Изобретение относится к электротехнике, s частности к стабилизации источником питания с непрерывным или импульсным регулированием, и может быть использовано для питания раз" личной радиоэлектронной аппаратуры.

Известен стабилизатор напряжения с самозащитой, содержащий транзистор" ный регулирующий элемент, включенный в силовую шину, усилитель обратной 10 связи, подключенный входом питания к выходной клемме стабилизатора через диод в проводящем направлении, а вы.ходом к управляющему входу транзистор ного регулирующего элемента, и гене- 15 ратор запуска на двухбазовом диоде, выход которого через диод соединен с входом питания усилителя обратной связи Г1 J .

Недостатками указанного устройст- 20 ва являются низкие КПД и надежность.

Низкий КПД стабилизатора обусловлен работой генератора запуска в режиме непрерывной генерации импульсов и в нормальном и в аварийном режимах. 25

Низкая надежность устройства является результатом того, что при коротком замыкании на выходе стабилизатора импульс запуска может следовать сразу же после срабатывания защиты, при этом перегружается регулирующий транзистор, Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности стабилизатор напряжения с свмозащитои содержит

35 регулирующий транзистор, соединенный коллектором с выходной шиной и базой через резистор с коллектором усилительного. транзистора противополож40 ного типа проводимости, и запускающий генератор. Усилительный транзистор связан эмиттером с общей шиной стабилизатора и базой со сравнивающим усилителем и выходом запускающего генератора ° Запускающий генератор выполнен на транзисторнотуннельном диодном элементе, причем туннельный диод включен между управляющим резистором, подключенным к выходкой силовой шине стабилизатора, и общей шиной стабилизатора, а коллектор транзистора транзисторно-.туннельного диодного элемента через резистор подключен к входной силовой шине стабилизатора (2 ), 55

Недостатком известного устройства является пониженный КПД вследствие того, что в генераторе запуска трая51 2 зистор транзисторно-туннельного диодного элемента находится в режиме насыщения и в резисторе коллекторной цепи этого транзистора, подключенного к входной силовой шине стабилизатора, рассеивается дополнительная мощность.

Кроме того, из-за запуска по цепи базы усилительного транзистора вводится цепь, управляющая транзисторнотуннельным диодным элементом, при этом в резисторах, управляющих транзисторно-туннельным диодным элементом, рассеивается дополнительная мощность ° Запуск на базу усилительного каскада обусловливает также введение цепочки, исключающей возможность шуH тирования выхода усилителя постоянного тока коллекторной цепью запускающего транзистора транзисторнотуннельного диодного элемента, находящегося в состоянии насыщения. 8ведение указанной цепочки усложняет схему стабилизатора и его настройку.

Чтобы избавиться от возникновения перенапряжения на выходе стабилизатора, необходимо напряжение включения стабилизатора выбирать ниже номинального выходного напряжения, что приводит к снижению величины сопротивления управляющего резистора, увеличению потребляемой стабилизатором мощности и, кроме того, ухудшению защитных свойств стабилизатора, так как последний выключается при пониженном вследствие действия возникающей токовой перегрузки напряжении Hà его выходе.

Ус ройство характеризуется также пониженной надежностью вследствие того, что при коротком замыкании на выходе стабилизатора сразу же появляется. импульс запуска ° который перегружает регулирующий транзистор.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения с самозащитой, содержащем последовательный транзисторный регулирующий элемент; включенный в силовую шину, уп- . равляющий вход которого через первый резистор подключен к коллектору транзистора усилительного каскада, подключенного входом через второй резистор к выходу усилителя обратной связи с входными цепями, подключенными к выходным клеммам стабилизатора, и генератор запуска, последний вы751

3 1046 полнен на двух транзисторах разного типа проводимости, при этом база первого транзистора подключена к одному выводу времязадающего конденсатора и к средней точке резистивного делителя напряжения, включенного между входными клеммами стабилизатора, а коллектор соединен с базой второго транзистора, подключенного эмиттером к входной силовой клемме стабилиза- 1р тора и силовому входу транзисторного регулирующего элемента, а коллектором к другому выводу времязадающего конденсатора и через резистор к эмит теру. первого транзистора, причем точ- 15 ка соединения эмиттера первого транзистора и упомянутого резистора присоединена к входу питания усилителя обратной связи, подключенного к выходной силовой клемме стабилизатора и силовому выходу транзисторного регулирующего элемента через введенный диод, включенный в проводящем направлении,, 25

На -чертеже представлена принципи-.. альная схема стабилизатора напряжения с самозащитой.

Стабилизатор содержит клемму 1 силового выхода, общую шину 2, регулирующий транзистор 3 (на составном транзисторе либо ключевом элементе

1 индуктивно-емкостным накопителем и коммутирующими элементами ) а также дифференциальный усилитель 4 постоянного тока (УПТ ) в цепи обратной связи (усилитель может быть с широтноимпульсным модулированным выходом ).

Вход 5 УПТ соединен со средней точкой 6 резистивнсго делителя обратной связи, образованного резисторами 4О

7 и 8, вход 9 — с источником 10 опор» ного напряжения, а выход 11 — с управляющим входом усилительного транзистора 12, К питающей шине 13 УПТ 4 подключены катод отключающего диода 45

14 и выход 15 (отключающий вход )запускающего генератора 16. Диод 14 анодом соединен с выходной шиной стабилизатора (силовым выходом регулирующего транзистора 3 ). Запускающий ге- 50 нератор 16 выполнен на двух транзисторах 17 и 18 противоположного типа проводимости, соединенных по усилительной схеме с высоким входным сопротивлением, и охвачен положитель- 55 ной обратной связью с помощью конденсатора 19 и делителя входного напряжения на резисторах 20 и 2 1, верхним концом подключенного к вход ной клемме 22 стабилизатора, а нижним концом — к общей шине 2. Средняя точка 23 делителя подключена к запускающему входу генератора 16, образованному базой транзистора 17 выход 15 (отключающий вход ) через резистор 24 подключен к коллектору транзистора 18, шине 13 питания усилителя обратной связи и катоду от ключающего диода 14.

Стабилизатор работает следующим образом.

После включения питающего напряжения появляется смещение на базе транзистора 17, которое обеспечивает делитель напряжения. В результате одновременно открываются транзисторы 17 и 18 и начинается процесс заряда конденсатора 19, во время которого запускающий импульс напряжения с змиттера транзистора 17, приблизительно равный по величине входному напряжению питания стабилизатора, поступает на шину 13 питания.УПТ и катод отключающего дида 14. После того, как напряжение а выходе стабилизатора достигнет ноинального, определяемого делитеем обратной связи и величиной опорного напряжения источника 10, отключа. ющий диод 14 откроется и выходное напряжение стабилизатора через диод 14 поступит на шину 13 питания УПТ 4 и отключающий выход 15 генератора 16.

При этом закрывается транзистор 17, а следовательно, и транзистор 18, так как напряжение в средней точке

23 делителя напряжения выбирается меньшим величины выходного напряже1ния стабилизатора. В дальнейшем при увеличении перегрузки напряжение на выходе стабилизатора уменьшается и когда оно становится меньшим напряжения отсечки, которое определяется резистором 25, стабилизатор выключается.

Если перегрузка не устранена, запускающий генератор периодически с большой скважностью и на короткое время включает стабилизатор. При этом ток короткого замыкания или перегрузки приблизительно равен току срабатывания защиты, установленного ре зистором 25. Если перегрузка устранена, то импульсы, поступающие с выхода 15 генератор.з запуска 16 на шину 13 питания УПТ заставляют стабили1046751

8НИИПИ Заказ 7730/47 Тираж 874 Подписное

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

5 затор включиться, после чего выходное напряжение стабилизатора, поступающее через диод 14 на отключающий вход 15 генератора 16 запуска, запирает транзистор 17, тем самым срывая колебания. Запускающий генератор в отсутствии перегрузки практически не потребляет энергии, так как оба транзистора генератора схемы запуска закрыты, а. делитель напряжения схемы 10 запуска в зависимоти от типа используемых в схеме запускающего генератора транзисторов может быть образован резисторами с сопротивлением, равным единицам или десяткам МОм, 15 т.е. сопротивление усилителя, йодклю- ченное к входу генератора, может быть достаточно высоким.

Повышение КПД предлагаемого стабилизатора обеспечивается в результате того, что схема запуска практически не потребляет энергии в процессе нормальной работы устройства (в отсутствии перегрузки ), а также в результате увеличения величины сопротивления в коллекторе усилительного транзистора эа счет запуска на шину питания усилителя обратной связи.

Изобретение позволяет также повысить надежность схемы благодаря тому, что после срабатывания защиты импульс запуска следует не сразу после отключения стабилизатора, а с задержкой на вреЪя, определяемое сопротивлением ре зистивного делителя и емкостью времяэадающего конденсатора.