Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания

Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 1и 497569

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.74 (21) 2016494/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.75. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 16.03.76 (51) М. Кл. б 051 1/58

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) по делам изобретений и открытий »

II

1 (72) Авторы изобретения В. Г. Калинин, В. П. Коробочкин, А. И. Пономаренко и Ю. Г .-Калинин.» (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов «Казмеханобр» (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ

ОТ ПЕРЕГРУЗОК И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к радиоэлектронной технике для питания стабилизированным напряжением измерительной аппаратуры.

Известны стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания, содержащие мощный регулирующий транзистор, усилитель обратной связи на транзисторах различного типа проводимости, дифференциальный каскад сравнения выходного напряжения с эталонным, источник эталонного напряжения, делитель выходного напряжения и нагрузку.

Недостатком известного устройства является низкий коэффициент стабилизации, высокое выходное сопротивление и низкая термостабильность.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, Эта цель достигается тем, что резистивный делитель соединен с базой второго вспомогательного транзистора и с одним из электродов диода, включенного между резисторами делителя выходного напряжения в проводящем направлении, при этом другой электрод диода соединен через резисторы с выходом стабилизатора, источником опорного напряжения и базой транзистора дифференциального усилительного каскада, коллектор одного плеча которого соединен с базой, а коллектор другого с коллектором вспомогательного транзистора противоположного типа проводимости по отношению к основному регулирующему транзистору. Коллектор первого вспомогательного транзистора соединен с эмиттером третьего вспомогательного транзистора

5 противоположного типа проводимости через регулируемый резистор.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий

10 транзистор 1, вспомогательные транзисторы 2, 3 того же типа проводимости, что и регулирующий транзистор и вспомогательный транзистор 4 противоположного типа проводимости, дифференциальный усилительный каскад на

15 транзисторах 5, 6, источник эталонного напряжения на стабилитроне 7, резистор 8, делитель выходного напряжения на резисторах 9, 10 и диоде 11, резисторы 12 — 17, кнопку 18, нагрузку 19.

20 Предложенное устройство работает следующим образом.

После включения входного напряжения нагрузка 19 кратковременно отключается с помощью кнопки 18 и на выходе стабилизатора

25 появляется напряжение. Измененное выходное напряжение передается через выходной делитель в базу транзистора 6 дифференциального каскада сравнения, инвертируется им, усиливается усилителем обратной связи на транзис30 торах 4, 2 и в противофазе подается в базовую

497569

15 цепь регулирующего транзистора 1 и заданное значение выходного напряжения восстанавливается. С возрастанием тока нагрузки увеличивается падение напряжения на резисторах

12, 13. Это напряжение передается через резисторы 14, 15, 10 в базовые цепи транзисторов

6 и 3, закрывая их и уменьшая их шунтирующее действие и открывая транзисторы 5, 4, 2, 1. При дальнейшем увеличении тока нагрузки, выходное напряжение остается постоянным, пока напряжение на коллекторе транзистора 2 не станет близким к выходному напряжению стабилизатора, после чего напряжение на выходе стабилизатора начинает уменьшаться, так как транзисторы 2 и 4 близки к состоянию насыщения.

Уменьшение величины выходного напряжения приводит к резкому падению тока через стабилитрон 7, транзистор 5 открывается, но благодаря наличию резистора 9 открывается и транзистор 6, шунтируя базовую цепь транзистора 2 и закрывая транзистор 5, препятствуя возрастанию тока нагрузки. При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки стабилизатор переходит во второе устойчивое закрытое состояние, так как передача выходного (падающего) напряжения осуществляется в базовую цепь транзистора 5, транзистор 6 открывается и диод 11 запирается отрицательным напряженнем на аноде, подаваемым через резисторы 12 — 15. В режиме кс роткого замыкания транзчстор 5 заперт положительным напряжением на оазс и отрицательным на эмиттере, а транзистор 4 падением напряжения на резисторе 12, заперты также транзисторы 2 и 1, а транзисторы 6 и 3 открыты, Кроме того, при работе стабилизатора в нормальном режиме колебание выходного напряжения, передающееся через, резисторы 12, 13, 14, 15, 10 в базу транзистора 3 и на вход каскада сравнения, передается на базу регулирующего транзистора в противофазе, способствуя увеличению коэффициента стабилизации.

Таким образом, подключение коллекторов транзисторов 5 и б каскада сравнения к базе и коллектору транзистора 4 (и базе транзистора 2) усилителя обратной связи обеспечивает большой диапазон регулирования токов нагрузки и высокий коэффициент усиления, а примененный способ подачи напряжения на вход каскада сравнения, пропорционального величине входного, выходного напряжения и величине тока нагрузки, позволяет получить требуемый коэффициент стабилизации и очень малое (равное нулю) выходное сопротивление, а также защитить стабилизатор от коротких замыканий. Хорошая температурная стабильность стабилизатора достигается применением дифференциального каскада сравнения, 20

55 бО а также с помощью диода 11, компенсирующего температурный дрейф источника опорного напряжения с положительным ТКН. В случае необходимости регулировки выходного напряжения резистор 8 может быть заменен транзистором n — р — n-типа. При этом коллектор транзистора соединяется с источником эталонного напряжения, база — с анодом, а эмиттер — с катодом диода делителя выходного напряжения. При использовании термокомпенсированного источника эталонного напряжения диод 11 может быть исключен, В обоих случаях вид нагрузочной характеристики стабилизатора изменяется незначительно.

Предмет изобретения

1. Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания, содержащий основной регулирующий транзистор, подключенный базой к средней точке двух последовательно соединенных вспомогательных транзисторов того же типа проводимости, что и регулирующий транзистор, резистивный делитель, соединенный со входной шиной стабилизатора, с коллектором первого вспомогательного транзистора и эмиттером третьего вспомогательного транзистора противоположного типа проводимости, и дифференциальный усилительный каскад, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, а другой — с делителем выходного напряжения, источник эталонного напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности и коэффициента стабилизации, снижения выходного сопротивления и осуществления самозащиты от перегрузок и короткого замыкания, резистивный делитель соединен с базой второго вспомогательного транзистора и с одним из электродов диода, включенного между резисторами делителя выходного напряжения в проводящем на правлении, при этом .другой электрод диода соединен через резисторы с выходом стабилизатора, источником опорного напряжения и базой транзистора дифференциального усилительного каскада, коллектор одного плеча которого соединен с базой, а коллектор другого с коллектором вспомогательного транзистора противоположного типа проводимости по отношению к основному регулирующему транзистору.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения влияния внутреннего сопротивления выпрямителя на выходное сопротивление стабилизатора, коллектор первого вспомогательного транзистора соединен с эмиттером третьего вспомогательного транзистора, противоположного типа проводимости через регулируемый резистор, 497569

Составитель С. Горбачева

Техред 3. Тараненко

Редактор В. Левятов

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 324/16 Изд. № 2089 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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