Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И3ОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено13.12.76 (21) 2427809/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.79. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 19.02.79

М. Кл

05 F 1/58

Гасударственный комнтет

СССР па делам нзебретеннй и еткритнй

УДК 62 1.3 1 6.

722. 1 (088.8) (72) Автор изобретения

С. И. Реморов (71) Заявитель (54) НИЗКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электропитания средств связи, автоматики и вычислительной техники.

Известны низковольтные стабилизаторы постоянного напряжения, в которых с целью повышения КПД стабилизатора коллектор транзистора силовой части регулирующего органа соединен с положительным полюсом основного источника напряжения, а коллекторы транзисторов согласующей части регулирующего органа — с положительным по- щ люсом вспомогательного источника напряжения )

Наиболее близким к изобретению технииеским решением является низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий составной регулирующий транзистор, силовой транзистор которого включен в одну из силовых шин эмиттером — к выходному выводу, а согласующий транзистор-эмиттером через резисторный датчик тока соединен с базой силового транзистора 2О и через резисторный делитель выходного напряжения — с общей. шиной, и защитный транзистор, эмиттерам соединенный с эмиттером силового транзистора, базой — с выходом делителя выходного напряжения, а коллектором — с базой согласующего транзистора и с выходом усилителя обратной связи (2) .

Недостатком известного стабилизатора постоянного напряжения является то, что транзисторы регулирующего органа не защищены от перегрузок по мощности в режиме короткого замыкания и при воздействии перенапряжений на входе стабилизатора, что также приводит к снижению эксплуатационной надежности низковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Кроме того, включение защитного резистора в базовую цепь силового транзистора составного регулирующего органа, питающегося от одного источника, приводит к увеличению начального напряжения на регуляторе, увеличению мощности рассеяния на нем и снижению КПД стабилизатора.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности низковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в низковольтном. стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем составной регулирующий транзистор, силовой транзистор ко3 - тЬрого включен в одну из силовых шин эмиттером — к выходному выводу, а согласующий транзистор эмиттером 4ерез резисторный датчик тока соединен с базой силового транзистора и через резисторный делитель 5 выходного напряжения — с общей шиной, и защитный транзистор, эмиттером соединенный с эмиттером силового транзистора, базой — с выходом делителя выходного напряжения, а коллектором — с базой согласующего транзистора и с выходом усилите10 ля обратной связи, новым является то, что он снабжен дополнительным резисторным делителем входного напряжения, подключенным между коллектором согласующего транзистора и общей шиной, и вспомогательным источником постоянного напряжения, шунтирующим указанный дополнительный делитель входного напряжения, причем выход дополнительного делителя выходного напряжения через дополнительно введенный разделительный диод соединен с базой защитнОго транзистора.

Принципиальная электрическая схема низковольтного стабилизатора постоянного напряжения представлена на чертеже.

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения содержит основной источник постоянного напряжения 1, питающий коллекторную цепь силового транзистора 2 составного регулирующего транзистора, вспомогательный источник постоянного напряжения 3, питающий коллекторную!цепь согласующего транзистора 4 составного peryлирующего транзистора, делитель входного

=.напряжения на резисторах 5 и 6, включенный между положительным полюсом вспомогательного источника постоянного напряжения 3 и общей шиной стабилизатора, делитель выходного напряжения на резисторах

7 и 8, включенный между эмиттером согласующего транзистора 4 и общей шиной стабилизатора, разделительный диод 9, объединяющий выходы делителей входного и выход- 40 ного найряжений, резисторный датчик тока перегрузки 10, включенный в базовую цепь силового транзистора 2, защитный транзистор 11, подключенный базой к точке, объединяющей катод разделительного диода 9 и выход выходного делителя напряжения на резисторах 7, 8, коллектором — к базе согласующего транзистора 4 и эмиттером — к выходному выводу стабилизатора, и усилитель обратной связи 12.

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Поскольку напряжение вспомогательного источника постоянного напряжения 3 зна чительно больше напряжения основйого источника постоянного 1, то в процессе вклю- . чения стабилизатора напряжение вспомогательного источника 3 возрастет быстрее основного, в результате чего потенциал кол647674 лектора силового транзистора 2 становится меньше потенциала его эмиттера, образующегося за счет протекания тока в нагрузку от вспомогательного источника 3 через коллекторный переход согласующего транзистора 4, резисторный датчик тока 10 и переход база-эмиттер транзистора 2. Это приводит к увеличению тока потребления от вспомогательного источника 3 и увеличению падения напряжения на резисторном датчике тока 10.

Как только величина тока, протекающего через резисторный датчик тока, достигает предельно допустимого значения, защитный транзистор 11 открывается, шунтирует переход эмиттер-база силового и согласующего транзисторов и, увеличивая его внутреннее сопротивление, ограничивает нарастание тока в цепи вспомогательного источника. Когда потенциал коллектора силового транзис- тора 2 становится больше потенциала его эмиттера, транзистор 2 открывается, в результате чего его базовый ток уменьшается и защитный транзистор 11 закрывается.

Точно так же происходит ограничение тока через согласующие транзисторы при выключении стабилизатора и пропадании или снижении напряжения основного источника 1.

При воздействии перегрузки по току или коротком замыкании на выходе стабилизатора изменяется пропорционально току в силовой цели и ток в базе силового транзистора 2. При достижении тока базы транзистора 2 значения,. соответствующего предельно допустимому току в силовой цели, напряже-. ние базы защитного транзистора I L, образованное открывающими напряжениями на резисторном датчике тока 10, переходе эмиттер-база транзистора 2 и опорным запирающим напряжением на резисторе 7 выходного делителя напряжения, становится больше порогового, он открывается и, шунтируя переходы эмиттер-база транзисторов 2 и 4, увеличивает их внутреннее сопротивление, что приводит к снижению выходного напряжения и напряжения на делителе выходного напряжения на резисторах 7 и 8. Как только потенциал выхода делителя выходного напряжения на резисторах 7, 8 становится ниже порогового напряжения разделительного диода 9, заданного входным делителем напряжения на резисторах 5, 6, через диод

9 в базу защитного транзистора 11 начинает протекать дополнительный ток, который

50 еще больше открывает защитный транзистор 11 и более надежно запирает силовой и согласующий транзисторы, причем ток короткого замыкания зависит от величины сопротивления резистора 5 и уменьшается с уменьшением последнего.

Воздействие перенапряжения на входе стабилизатора приводит к возрастанию потенциала анода разделительного диода 9, подсоединенного к делителю входного на647674

Формула изобретения

5 пряжения на резисторах 5 и 6. И как только потенциал анода разделительного диода

9 станет выше потенциала его катода с учетом порогового напряжения этого диода, последний открывается, и в базовой цепи защитного транзистора 11 начинает протекать ток; защитный транзистор 11 открывается и, шунтируя переходы эмиттер-база транзисторов 2 и 4, увеличивает их внутреннее сопротивление и уменьшает протекание через них тока, т. е. уменьшает мощность, рассеиваемую на транзисторах 2 и 4.

Величина сопротивления резистора 5 выбирается таким образом, чтобы при снятии любой из перегрузок схема автоматически возвращалась в исходное состояние.

Таким образом, введение в.схему стабилизатора двух резисторных делителей напряжения, выходы которых соединены через разделительный диод, включение резисторного датчика тока в базовую цепь силового транзистора 2, а также подключение защитного транзистора базой к точке, объединяющей катод разделительного диода и выход выходного делителя напряжения, а эмиттером — к выходному выводу стабилизатора, позволяет создать стабилизатор с простой и универсальной схемой защиты силового и согласующего транзисторов от коммутационных и аварийных перегрузок по току, от перегрузок по току и мощности в режиме короткого замыкания и от перегрузок по мощности при воздействии перенапряжений на входе стабилизатора при сохранении основного преимущества стабилизаторов с раздельным питанием коллекторов силового и согласующего транзистора регулирующего органа — их высокого КПД, т. е. создать ! 6 низковольтный стабилизатор постоянного напряжения с высокой надежностью.

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий составной регулирующий транзистор, силовой транзистор ю которого включен в одну из силовых шин эмиттером — к выходному выводу, а согласующий транзистор эмиттером через резисторный датчик тока соединен с базой силового транзистора и через резисторный делитель выходного напряжения — с общей ши15 ной, и защитный транзистор, эмиттером соединенный с эмиттером силового транзистора, базой — с выходом делителя выходного напряжения, а коллектором — с базой согласующего транзистора и с выходом усилителя обратной связи, отличающийся тем, что, -с целью повышения КПД и надежности, он снабжен дополнительным резисторным делителем входного напряжения, подключенным между коллектором согласующего транзистора и общей шиной, и вспомогательным

25 источником постоянного напряжения, шунтирующим указанный дополнительный делитель входного напряжения, причем выход дополнительного делителя входного напряжения через дополнительно введенный разделительный диод соединен с базой защитного транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 302705, кл. G 05 F 1/56, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 365696, кл. G 05 F 1/58, 1973.

Редактор А. Садомов

Заказ 309/41

Составитель,!I. Мордвинкииа .Техред О. Дуговая Корректор Д. Мельниченко

Тираж 1014 Подписное

ЦКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

ФилиаЛ ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4