Стабилизатор напряжения с защитой

Стабилизатор напряжения с защитой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержавши последовательны регулирзтиций транзистор, база кото рого соединена с выходом усилителя обратной связи, входами соединенног с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, блок защиты от перегрузки, состоящи из датчика тока, включенного между эмиттером регулируницего транзистора и. выходным выводом, делителя напряж ния, включенного между эмиттером ре гулирующего транзистора и общей шиной , шунтирующего транзистора, подключенного коллектором к базе регул I А, рующего транзистора, а эмиттером к выходному вьгооду узла смещения порога срабатывания защиты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем обеспечения неизменного порога срабатывания защиты при регулировке выходного напряжения вплоть до нуля и снижения тока к.з. в узел смещения блока защиты введены сравнивающий и развязьгоающий операционные усилители , делитель напряжения смещения и вспомогательный источник опорного напряжения, причем выход сравнивающего операционного усилителя соединен с базой шунтирующего транзистора, а входы соединены со средними выводами делителя напряжения блока защиты и делителя напряжения смещения, который подключен через развязываичщий операционный усилитель к последовательно и согласно соединенным регулируемому источнику опорного напряжения стабилизатора и вспомогательному источнику опорного напряжения, . точка соединения которых подключена к выходному вьгооду.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

tNNI_#_NCh

РЕСПУБЛИК а9) (1D

Bug С 05 " 1 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОС ДАРСТЩККЫД КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н *ВТОРШОМЪ СВИДЕВ ВСТВУ (21) 3580471/24-07 (22) 28.01.83 (46) 07.t2 ° 84. Бюл. У 45 (72) М.И.Кукушкин, И.Г.Сабиров и В.В.ииповидов . (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) t. Подик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы напряжения и тока. (с непрерывным регулированием}. И., "Советское радио", 1980 с. 265.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 813392, кл. G 05, F 1/58, 1981, :,(54) (52) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С

ЗАЩИТОЙ, содержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого соединена с выходом усилителя обратной связи, входами соединенного с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, блок защиты от перегрузки, состоящий из датчика тока, включенного между эмиттером регулирующего транзистора и выходным выводом, делителя напряже. ния, включенного между эмиттером регулирующего транзистора и общей ши-. ной, шунтирующего транзистора, подключенного коллектором к базе регулирующего транзистора, а эмиттеромк выходному выводу узла смещения порога срабатывания защиты, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем обеспечения неизменного порога срабатывания защиты при регулировке выходного напряжения вплоть до нуля и снижения тока к.э ° в узел смещения блока защиты введены .сравнивающий и раэвязывающий операционные усилители, делитель напряжения смещения и вспомогательный источник опорного напряжения, причем выход сравнивающего операционного усилителя соединен с базой шунтирующего транзистора, Е а входы соединены со средними выводами делителя напряжения блока защиты и делителя напряжения смещения, который подключен через раэвязывающий операционный усилитель к последова- g тельно и согласно соединенным регуr лируемому источнику опорного напряжения стабилизатора и вСпомогательному источнику опорного напряжения, . точка соединения которых подключена к выходному выводу.

1 1128

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения постоянного тока.

Известно устройство защиты стабилизатора напряжения, содержащее вклю- 5

236

30 ченные последовательно в силовую цепь р.егулирующий элемент и датчик тока, транзистор защиты, эмиттер которого соединен с одним из выходов датчика тока, а база соединена со средней точкой делителя напряжения, состоящего из двух сопротивлений 1 .

Недост атком. данного устройства является зависимость тока срабатывания защиты от величины выходного напряжения, а также большой ток к.з.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор напряжения с защитой, содержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого соединена с выходом усилителя обратной связи, входами соединенного с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, блок защиты от перегрузки, состоящий из датчика тока, включенного между эмиттером регулирующего транзистора и выходным выводом, делителя напряжения, включенного между эмиттером ре15

25 эмиттером регулирующего транзистора и выходным выводом, делителя напряжения, включенного между эмиттером регулирующего транзистора и общей шиной, шунтирующего транзистора, подключенного коллектором к базе регулирующего транзистора, а эмитте-. ром — к выходному выводу узла смещения порога срабатывания защиты, в последний введены ср.авнивающий и развязывающий операционные усилители, делитель напряжения смещения и вспо- могательный источнйк опорного напряжения, причем выход сравнивающего операционного усилителя соединен с базой шунтирующего транзистора, а входы соединены со средними выводами делителя напряжения блока защиты и делителя напряжения смещения, который подключен через развязывающий операционный усилитель к последовательно и согласно соединенным регулируемому источнику опорного напряжения стабилизатора и вспомогательному источнику опорного напряжения, точка соединения которых подключена к выходному выводу.

На фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизатора напряжения с защитой; на фиг. 2 — нагрузочные гулирующего транзистора и общей шиной, шунтирующего транзистора, подключенного коллектором к базе регулирующего транзистора, а эмиттером — к выходному выводу и узла смещения порога срабатывания (2 3.

Недостатком известного стабилизатора является узкий диапазон изменения выходного напряжения, в котором

Цель изобретения — повышение эффективности защиты путем обеспечения неизменного порога срабатывания, защи45 ты при регулировке выходного напряжения вплоть до нуля и снижения тока к.з.

Поставленная цель- достигается тем, что в стабилизаторе напряжения с защитой, содержащем последовательный регулирующий транзистор, усилитель

50 обратной связи, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, а входы соответственно подключены к делителю выходного напряжения и источнику опорного напряжения, блок защиты от перегрузки, состоящий из датчика тока, включенного между

55 ток срабатывания защиты остается пос-40 тоянным, и большой ток к.з. характеристики . в относительных величинах.

Стабилизатор содержит последовательный регулирующий транзистор 1, усилитель 2 обратной связи, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора 1, делитель 3 выходного напряжения, подключенный средней точкой к одному из входов усилителя 2 обратной связи, источник

4 опорного напряжения, подключенный к другому входу усилителя 2 обратной связи, блок защиты от перегрузок, состоящий из датчика 5 тока, включенного между эмиттером регулирующего транзистора 1 и выходным выводом стабилизатора, делителя 6 напряжения, включенного между эмиттером регулирующего транзистора 1 и общей шиной стабилизатора, шунтирующего транзистора 7, подключенного коллектором к базе регулирующего транзистора. 1, а эмиттером — к выходному выводу стабйлизатора.

Узел вмещения блока защиты состо-, ит из сравнивающего операционного усилителя 8, подключенного своим выходом к базе шунтирующего транзис236

Таким образом, величина напряжения

U в общем случае равна где К1 и М2 соответствующе коэф фициенты передачи.

Изменение напряжения источника 4 опорного напряжения связано с изменением выходного напряжения стабили.затора соотношением

3 1128 тора 7, один из входов усилителя 8 соединен со средней точкой делителя

6 напряжения, развязывающего операционного усилителя 9 и вспомогательного источника 10 опорного напряже- 5 ния. Средняя точка делителя 11 напряжения смещения подключена к второму входу усилителя 8. Точка соединения источников 4 и 1О опорного напряжения подключается к выходному выводу. 10

Стабилизатор работает следующим образом.

В нормальном режиме работы до момента превышения тока нагрузки заданного порогового значения блок за- 15 щиты от перегрузок не .оказывает влияния на работу стабилизатора, шунти.рующий транзистор 7 закрыт напряжением усилителя 8. При возрастании тока нагрузки возрастает падение на- 10 пряжения на датчике 5 тока, соответственно возрастает напряжение на де-. лителе 6 напряжения. При достижении напряжением с делителя 6 напряжения, поступающего на один из входов срав- 5. нивающего операционного усилителя 8, величины напряжения на другом его входе, формируемого из величин напряжений источника 4 опорного напряжения и вспомогательного источника 30

10 опорного напряжения посредством развязывающегб .операционного усилителя 9 и делителя 11 напряжения смещения, напряжение на выходе сравнивающего операционного усилителя 8 меняет знак, открывает шунтирующий транзистор 7, который начинает оказывать шунтирующее влияние на управляющий переход регулирующего транзистора 1. 40

Стабилизатор переходит в режим работы, определяемый работой блока защиты.

Условие работы в общем случае записывается равенством 45

1KKS

t где 0„- напряжение сравнения на одном из входов усилителя 8; Ко - коэффициент деления делителя 6 напряжения.

Ьых 3 oil 2

=К и где К - коэффициент деления делителя

4 выходного напряжения, H компенсирует зависимость от выходного напряжения в условии срабатывания блока защиты

U--K U -.KV =1 R-К О . -1Р оМ 2 оа.- н f о "ецио- н".)Следовательно, условием компенсации является следующее соотношение

I 2 о 3 .

К zÊ -К

В таком случае условие срабатывания защиты имеет вид

К„,„„=„,(1-<,)

Таким образом, ток срабатывания ср не зависит от выходного напряжения и равен

К U опi

Й,(1-k !

,н GP

Тогда для предельного случая работы блока защиты (режима к.з.) ток равен

Из приведенных соотношений видно, что

1кз Ссср

Блок защиты обеспечивает при изменении сопротивления нагрузки вплоть до к.з. уменьшение выходного напряжения и тока, а при снятии аварийной .нагрузки за счет наличия тока к.з. — возвращение схемы в исходное состояние.

Положительный эффект в предложенном стабилизаторе достигается за счет изменения схемы узла смещения блока защиты, позволяющей сформировать нагрузочные характеристики стабилизатора с постоянным током срабатывания во всем диапазоне изменения выходного напряжения вплоть до нуля и не имеющие ограничений на величину тока к.з.

1128236

Сп

Ь аие

Составитель В.Есин

Техред И. Асталоа

Корректор А. Обручар

Редактор P.Цицика

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

Заказ 9061/36 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йзобретеннй и открытий

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