Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11 5б8046

Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

2 (51) М. Кл,G05 F 1/58 (22) Заявлено 18,03.7S (21) 2113776/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08.77. Бюллетень №29 (45) Дата опубликования описания 09.12.77

Тосудврственный комитет

Фоввтв Министров СССР вв делам изобретений н открытий (53) УДК 621316.722.1 (088,8) Н. А. Соцков и 10. К. Швецов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54} СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Стабилизатор постоянного напряжения относится к устройствам защиты вторичных источников питания 5 может быть применен для зацппы регулирующего элемента и нагрузки. ,Известно устройство защиты от перегрузки по току, превышения напряжения на входе и выходе стабилизатора, превышекия температуры (1 j .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий дифференциальный усилитель, один вход которого через резистивный делитель соединен с выводами для подключения нагрузки, регулирующий элемент, соединенный с выходом дифференциального усилителя через тюроговый элемент, датчик тока с усилителем, включенный последовательно с регулирующим элементом, и транзистор для запоминания отключения, база которого подключена к выходу дифференциального усилителя (2) .

Недостатки таких устройств заключаются в сложности схемпого решения и в том, что не обеспечивается отключение стабилизатора при уменьшении напряжения на нагрузке свыше допустимого значения. Кроме того, такое решекие задачи защиты стабилизатора и нагрузки ухудшает

его весо-габаритные характеристики, КПД и надежность.

Цель изобретения - повысить надежность и увеличить КПД стабилизатора.

Постамлетп|ая цель достигается тем, что в стабилизаторе цостоянного напряжения, содержащем дифференциальный усилитель, один вход которого через резистнвный делитель соединен с выводами для подключения нагрузки, регулирующий элемент, соединенпьш с выходом дифференциального усилителя через пороговый элемент, датчик тока с усилителем, включетпьй последовательно c регулирующим элементом и транзистор для sanoминыпи отключения, база которого подключена к

15 выходу дифференциального усилителя, другой вход дифферекциального усилителя подключен к выходному выводу через резистивный делитель со стчбилитроном, причем в змиттерную цепь дифферен. циального усилителя включен выход усилителя

2р датчика тока, вход которого подключен к коллектору транзистора для запоминания отключения, кроме того, в усилитель: датчика тока введен дополнительный транзистор, включенный переходом змиттер-коллектор, зашунтнрованным резистором, 25 в эмиттерную цепь дифференциального усилителя, 568046 а базой через резистор, подключенный к коллектору указанного транзистора для запоминания отключештя.

На чертеже представлена пршщипиальная схема стабилизатора постоялого напряжения.

Стабилизатор содержит дифференциальный усилитель 1, оба входа которого соединены с выводами для подключения нагрузки, причем один через делитель на резисторах 2,3, а друтой через делитель на резисторах 4, S со стабилитроном 6, à >р выход соединен с базой транзистора7 для запоминания отключения, кроме того, стабилизатор содержит датчик тока 8 с усилителем 9, выполненным в виде двух последовательно включещьи транзисторов 10, 11, шунтировапных резисторами, 15 каждый со своим базовым делителем на резисторах 12, 13 и 14, 15. Регулирующий элемент 16 стабилизатора, через lIopGfoBbIA элемент 17 соединен с выходом дифференциального усилителя 1, запускающий конденсатор 18. 29

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При нормальной работе стабилизатора напряжения на выходе дифференциального усилителя 1 имеетея низкий уровень напряжения и открытое 25 состояние транзистора 7 для запоминания отключения, так как на выходе, соединенном с выводами для подключения нагрузки ерез делитель на резисторах 2, 3, напряжение выше, чем на входе, соединенном с выводами для подключения нагруз- 30 ки/через резистивный делитель 4, 5 и стабилнтроп 6.

Супругой стороны транзисторы 10, 11 усилителя 9 дат п ка 8 также открыты, так как опорные напряжения, определяемые соответственно делитеЛями 12, 13 и 14, 15 вьппе чем падение напряжения 35 на датчике тока 8, определяемое током нагрузки стабилизатора. С выхода порогового элемента 17, подключенного к дифференциальному усилителю 1, не подается сигнал, вызывающий срабатывание регулирующего элемента 16, 40

При токовой перегрузке стабилизатора падение напряжения на датчике тока 8 возрастает, и напряжение на эмнттере транзистора 10 усилителя 9 оказывается больше опорного. Транзистор 10 усилителя 9 подзапирается и повышает напряжение 45 на эмиттере транзистора 11 усилителя 9, которое становится больше опорного напряжения этого транзистора, вследствие чего усилитель 9 запирается.

Последний вызывает повышение уровня запря- 50 жения па выходе дифференциального усилителя 1я запирание транзистора 7 для запоминания откиочеппн, который, в свою очередь, способствует запиранию усилигеля 9 и обеспечивает запомипшие перегруз ки после ее спяпш. С выхода порогового зле- 55 мента 17 подается сигнал, вызывающий срабаты. ванне регулирующего элемента 16, который отключает нагрузку., Таким образом, наличие опорных базовых делителей н усилителе 9 и последовательное соеди- 60 пение транзисторов в нем позволяет уменылиь падение напряжения на датчике тока и соответственно снизить потери мощности.

Когда напряжение на выходе регулирующего элемента понижается, уровень напряжения нв выходе дифференциального усилителя 1 повы. шается. Транзистор 7 для запоминания отключения подэапирается, запирая усилитель 9, который еще больше повьцпает уровень выходного напряжения дифференциального усилителя 1, т.е. имеет место положительная обратная связь, Как только контролируемое напряжение станет ниже допустимого значения, с выхода порогового элемента 17 подается сигнал, вызывающий срабатывание регулирующего элемента 16, который отключает нагрузку. Транзистор 7 обеспечивает запоминание отключения после снятия аварийного режима.

При повышении напряжения на выходе регулирующего элемента свыше допустимого значения напряжение на входе дифференциального усилителя 1, подключенного к делителю 4, 5, становится. вьппе, чем на входе, подключенном к делителю 2, 3, так как коэффициент передачи делителя 4, 5, больше коэффициента передачи делителя 2, 3. Стабилитрон 6 обеспечивает разность коэффициентов передачи. уровень напряжения на выходе дифференциального усилителя 1 повышается. Транзистор 7 для запоминания отключения подэапирается, запирая усилитель 9, который еще больше повышает уровень выходного напряжения диф. ференциального усилителя 1. Как только контролируемое напряжение станет выше допустимого значения с выхода порогового элемента 17 подается сипюл, вызывающий срабатывание регулирующего элемента 16, который отключает нагрузку. Транзистор 7 обеспечивает запоминание отключения после снятия перенапряжения.

Включение стабилизатора производится через запускающий конденсатор 18, включенный между коллектором транзистора 7 и общим проводом питания, зарядный ток которого обеспечивает открытое состояние транзисторов 10,11 усилителя 9 на время включения. Восстановление нормального режима работы стабилизатора производится сия нем питания.

При замене тина проводимости регулирующего транзистора заменяется тип проводимости тран, зисторов стабилизатора. При включении датчика тока и минусовую шину заменяется пш проводимости транзисторов стабилизатора.

Положительный эффект заключается в повышении КПД, улучшении весо-габаритных характеристик за счет уменьшения падения напряжения па датчике тока, простоте схемного решения, обеспечивающей одновременный контроль трех параметров, а также в возможности унификации устройства для вторичных источников питания, так

K31(опо может быть применено как для линейных стабилизаторов, так и для ключевых и других

568046

ЦНИИПИ Заказ 2800/35

Тираж 1095

Поддиеное

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

5 источников питания с широким диапазоном токов и напряжений.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий дифференциальный усилитель, один вход которого через резистивный делитель соединен с выводами для подключения нагрузки, регулирующий элемент, соединенный с выходом дифференциального усилителя через пороговый эле- 1в мент, датчик тока с усилителем, включенный последовательно с. регулирующим элементом и транзистор для запоминания отключения, база которого подключена к выходу дифференциального усилителя о т л и ч а ю щ и Й с я тем, чтоу с целью повыше. 15 ния надежности стабилизатора, другой вход дифференциального усилителя подключен к выходному выводу через резистивный делитель со стабилитроном, причем в змнттерную цепь дифференциального усилителя включен выход усилителя датчика тока, вход которого подключен к коллектору транзи тора для запоминания отключения.

2. Стабилизатор по п.l, отличающийся тем, что, с целью увеличения KIIl1 стабилизатора, в усилитель датчика тока введен дополнительный транзистор, включенный переходом, эмиттер-коллектор, зашунтированным резистором, в эмиттерную цепь дифференцналыюго усилителя, а базой через резистор, подключенный к коллектору укаэанного транэиСтора для запоминания отключения.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1. Патент ФРГ и 2136030, кл G 05 F 1/58, l 1968 .

2. Jnternationel доогпа1 of Electronics 1l 5, Ч 33, 1972, стр. 597-599.