Стабилизатор-ограничитель напряжения

Стабилизатор-ограничитель напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,1ц 654940-.

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11.76 (21) 2421727/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания ЗО.О3.79 (51) М. Кл.-з

0 05F 1!58

Государственный комитет (53) УДК 621.316.722. .1 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. E. Синегубко и В. Е. Малахов (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР-ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах питания различных электро- и радиотехнических установок.

Известен стабилизатор напряжения компенсационного типа с последовательным регулирующим органом, используемый для снятия или ограничения перенапряжений на нагрузке и для поддержания напряжения на нагрузке в заданных пределах (1).

Наиболес близким к изобретению техническим решением является стабилизаторограничитель напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный в одну из силовых шин, усилительный транзистор, коллектором подключенный к базе регулирующего транзистора, а эмиттером — к выходу источника опорного напряжения, выполненного в виде последовательной цепочки из стабилитрона и резистора, подсоединенный к выходным выводам, и блок для защиты от перенапряжений, состоящий из защитного транзистора и нелинейного делителя напряжения, подключенного ко входным выводам (21.

Недостатком известных стабилизаторов является низкий КПД, а также отсутствие защиты регулирующего транзистора от перегрева в режиме ограничения напряжения и недостаточное быстродействие.

Целью изобретения является повышение

КПД, обеспечение защиты регулирующего транзистора от перегрева в режиме ограничения напряжения и увеличение быстродействия стабилизатора-ограничителя напряжения.

Для этого в ограничителе напряжения, содержащем регулирующий транзистор, включенный в одну из силовых шин, усилительный транзистор, коллектором подключенный к базе регулирующего транзистора, а эмиттером — к выходу источника опорного напряжения, выполненного в виде последовательной цепочки из стабилитрона и резистора, подсоединенной к выходным выводам, и блок для защиты от перенапряжений, состоящий из защитного транзистора и нелинейного делителя напряжения, подключенного ко входным выводам, нелинейный делитель напряжения выполнен в виде моста, два противоположных плеча которого выполнены на стабилитронах, а два других — на резисторах, причем входная диагональ этого моста подключена ко входным выводам, а выходная — к эмиттер-базовому переходу защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе усилительного транзистора, при этом он снабжен дополнительным конденсатором, включенным между базой защитного транзисто654940

3д

5э

3 ра и одной из точек выходной диагонали указанного моста, и дополнительным диодом, включенным в обратном для нормального режима работы направлении между эмиттером и базой защитного транзистора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора-ограничителя напряжения, Стабилизатор-ограничитель напряжения содержит нелинеиный делитель напряжения, выполненный в виде моста 1, защитный транзистор 2, регулирующий транзистор 8, усилительный транзистор 4, резистор о, источник опорного напряжения б, дополнительные конденсатор 7 и диод 8.

Стабилизатор-ограничитель напряжения работает следующим образом.

Б нормальном режиме работы, при отсутствии перенапряжения, входное напряжение поступает на мост 1, напряжение на выходной диагонали которого либо равно нулю, лиоо имеет полярность, закрывающую защитныи транзистор 2, Регулирующии транзистор 3 находится в глуооком насыщении. 1ок оазы для глубокого насыщения регулирующего транзистора 3 обеспечивается усилительным транзистором 4, которыи открывается через резистор 5 и ucro÷íèê опорного напряжения b. 1 ак как регулирующии транзистор 3 находится в режиме глуоокого насыщения, падение напряжения на его переходе эмиттер-коллекIup минимально. 11среход оаза-эмиттер защитного транзистора 2 подключен к выходнои диагонали моста 1 через конденсатор

i, которыи при отсутствии перенапряжения разряжен через диод 8.

11ри появлении перенапряжения полярность напряжения на выходной диагонали моста 1 становится открывающей для защитного транзистора 2. 11роисходит заряд кондснсагора 7 через переход база-эмиттер ранзистора 2, кочорыи полностью открыиастс» и уменьшает ток, протекающий через переход оаза-эмиттср усилительного транзистора ч. J5 резуJlbrdrc регулирующий транзистор 3 выходит из режима глубокого насыщения, падение напряжения на его переходе эмиттср-коллектор возрастает, компенсиру» перенапряжение на нагрузке, r. e.

»a»IIIIaer раоотать стабилизатор напряжения и напряжение на выходе стабилизатора-ограничителя не изменится. Защитный транзистор 2 находится в открытом состоянии только во время импульса перенапряжения. или до окончания заряда конденсатора 7, если импульс перенапряжения больше по длительности времени заряда, т. е. стабилизатор-ограничитель снимает перенапряжения длительностью не более времени заряда конденсатора 7. Этим достигается защита регулирующего транзистора 3 от перегрева в режиме ограничения напряжения.

После исчезновения перенапряжения или окончания заряда конденсатора 7 защитный транзистор 2 закрывается, а регулирующий транзистор 3 снова переходит в режим глубокого насыщения. 11осле исчезновения перенапряжения конденсатор 7 разряжается через диод 8 и стабилизатор-ограничитель напряжения снова готов к работе.

Таким образом, в данном стабилизаторе-ограничителе обеспечивается малое падение напряжения на переходе эмиттерколлектор и облегченный режим работы регулирующего транзистора 3 за счет ввода его в глубокое насыщение при отсутствии перенапряжения и защите регулирующего транзистора 3 от перегрева при длительном перенапряжении за счет включения перехода база-эмиттер защитного транзистора 2 через конденсатор 7. Кроме того, для оыстрой подготовки стабилизатора-ограничителя к снятию повторного перенапряжения, с помощью диода 8 обеспечивается цепь быстрого разряда конденсатора 7.

11спользование защитного транзистора, подключенного переходом база-эмиттер к диагонали нелинеиного делителя напряжения, выполненного в виде моста, за счет чего регулирующий транзистор вводится в глубокое насыщение, вьп одно отличает данный стабилизатор-ограничитель or известных, так как уменьшаются потери напряжения на регулирующем транзисторе, улучшается качество напряжения. Кроме того, за счет фиксированного времени ограничения напряжения снижается установленная мощность регулирующего транзистораа.

Формула изобретения

1. Стабилизатор-ограничитель напряжения, содсржащии регулирующий транзистор, включенный в одну из силовых шин, усилительный транзистор, коллектором подключенный к оазс регулирующего транзистора, а эмиттером — к выходу источника опорного напряжения, выполненного в виде последовательной цепочки из стабилитрона и резистора, подсоединенной к выходным выводам, и блок для защиты от перенапряжений, состоящий из защитного транзистора и нелинейного делителя напряжения, подключенного ко входным выводам, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, указанный нелинейный делитель напряжения выполнен в виде моста, два противоположных плеча которого выполнены на стабилитронах, а два других — на резисторах, причем входная диагональ этого моста подключена ко входным выводам, а выходная — к эмиттер-базовому переходу защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе усилительного транзистора, 654940

Составитель Л. Мордвинкина

Техред А. Камышникова Корректор Л. Орлова

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 305/12 Изд. № 238 Ièðàæ 1014 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Саптнова. 2

2. Стабилизатор по п. 1, отличаюшийся тем, что, с целью обеспечения защиты регулирующего транзистора от перегрева в режиме ограничения напряжения, он снабжен дополнительным конденсатором, включенным между базой защитного транзистора и одной из точек выходной диагонали указанного моста.

3. Стабилизатор по пп. 1 и 2, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, он снабжен дополнительным диодом, включенным в обратном для нормального режима работы направления между эмпттером и базой защитного транзистора.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карпов В, И., Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока, М,, «Энергия», 1967, с. 41, 10 рис. 24.

2. журнал «Радио», № 4, 1974, с. 42 — 43, рис. 3.