Источник напряжения постоянного тока

Источник напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е !!!1660039

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респуслик

К АВТОРЖОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.77 (21) 2471765, 24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5l) у К- г

G 05F 1,58

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень K 16 (53) УДК 621.316.722. .1(088.8) по делам 1!зааретек«й и ат«рытни (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (72) Авторы изобретения

А. А. Ищенко и Л. А. Литвин (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Источник напряжения постоянного тока относится к промышленной радиоэлектронике и может быть использован в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и устройств связи.

Известен источник напряжения постоянного тока, состоящий из основного и предварительного стабилизаторов напряжения, регулирующие элементы которых включены между собой последовательно, и содержащий устройство защиты нагрузки и регулирующего элемента вспомогательного стабилизатора при коротком замыкании регулирующего элемента основного стабилизатора (1).

При коротком замыкании регулирующего элемента основного стабилизатора в таком источнике защита нагрузки и регулирующе«О 2s10MCIIT2 ВСпомогательног0 CTBOHJIH32TOра обеспечивается следующим выбором элементов схемы основного стабилизатора.

Недостатком источника напряжения является то, что он имеет низкий коэффициент стабилизации, так как в этом источнике стабилизация осуществляется только одним стабилизатором, а второй стабилизатор, регулирующий элемент которого нормально насыщен, включается в работу только при коротком замыкании регулирующего элемента первого стабилизатора.

Известен также источник постоянного Тока, содержащий основной и предварительный стабилизаторы напряжений, рсгулиру10!ЦIIС Э.1Е. >!СНI Ы I>.OTOPbIX ВК,110 . Ilbl ПОСЛС

5 доватсльно между собой и выходо..1 песочника, входная iic«b усилителя ос..lîâllîãî

СТ2 О и "> изатор г! Вк, 1 10 lеll а пар ал;! Сл Ы10 ВЫходнь;м выводам источника, а входная цепь усилителя предварительного стабилизатора

10 включена параллельно силовому переходу регулирующего элемента основного стабилизатора и элемент защиты (2).

Прп коротком замыкании нагрузки напряжение на регулирующем эт!с сите ос15 новпог0 стабилизатора становится разным нулю и выходное напряжение источника псрераспределястся между регулирующим элементом прсдварптсльного стабил I22тора н ограничительным резистором, при соот20 ВстстВ; 10!цем BblooPc кот0130ГО можно ОГР2ничить ток при коротком замыкании нагрузки требуемым допустимым значением.

Нсдостатком известного источника напряжс!!!!я является то, что в случае короткого

25 22ìi lê2íilë регул!!ру101цего элсмснта основного стабилизатора, 3 велнчнтся падение н а Гlряжсния на Огp 2iill н 1 сл ьнОM pc211cторс па величину падов!!я напряжения на pcry",èðóþùåì элементе ос!1овного стабилизатоЗО ра «рп нор !2«!ь! ой работе источника, так

660039 как суммарная величина напряжения на ограничительном резистОре и pe!, 1.::p i.!ощсъ( элементе Основного стаоилизатор!! !Оддсрживается постоянной предваритег!.",1:ым стабилизатором. Be!è÷Hïa гока через ограниЧитсЛННЫй рЕЗИСтор, а ЗиаЧИт, H !СрЕЗ НОС:1ЕДОВатЕЛЬНО СОСДИНЕННЫЕ С ПИМ РСГУ . IИp) IoùHII элсмс!1т npe+BapHTe IhFIOI О стаоилизатора и нагрузку тоже возрастает. При этом величина мощности, рассеиваемой регулирующим элементом предварительного стабилизатора, может значительно превысить номинальную и вызвать расход регулирующего элемента из строя. Увеличение тока через нагрузку происходит с одновременным увеличением напряжения на ней, что может вызвать выход из строя нагрузки, особенно если нагрузкой источника являются интегральные микросхемы.

Целью изобретения является повышение надежности и обеспечение одновременной защиты регулирующего элемента предварительного стабилизатора и нагрузки при коротком замыкании регулируюшего элемента основного стабилизатора, Для этого в источнике напряжения постоянного тока, содержащем основной и предварительный стабилизаторы напряжения, регулирующие элементы которых включепы последовательно между собой и выходом источника, входная цепь усилителя основного стабилизатора вк;почена параллельно выходным выводам источника, а входная цепь усилителя предварител ьного стабилизатора включена параллельно силовому переходу регулирующего элемента основного стабилизатора и элемент защиты, выполненный в виде диода, маломощного транзистора с делителем напряжения, подключенного крайними выводами к выходным выводам источника напряжения, а промежуточными выводами — к выходу усилителя посгоянного тока предварительного с!абилизатора, к базе маломошного транзистора и к катоду. диода, анодом подклю:Ieнпого к выходному выводу, кроме того, силовой переход маломощного транзистора включен между входом регулиру:ощсго элемента предварительного стабилизатора и входным выводом источника напряжения.

На чертеже представлен источник напряжения постоянного тока.

Он состоит из основного стабилизатора 1, предварительного стабилизатора 2, причем основной стабилиза!Ор имеет рсгулирук1щий элемент 3, выход которого соединен с усилителем 4 постояш!ого тока, и источник

5 опорного напряжения, а прсдваритсль ы с!абплиз;!!Ор содержит регулирующий элемент G, вход которого соединс!! с коллектором маломощного транзистора, усиг1 !тель

7 посто,пшого тока и источник 8 опорного напряжения, маломоп!Иый транзистор 9, базо,; подключ нный к дс;и! Слю напряжения

10 диода 11. Наг; узка 12 подключена и

1О

50 дЭ

IIxopHox ) напряжeHH!o V» aepea noclepo!Iaтельно саед!!Ненньп с ней регул ируюп!Ие э;!е !енты 3 и 6, элемент 13 запцггы.

Источник напряж ния раоота T следуioщим образом.

Pen lHp i !Ощий элемеп 3 1!Оддерживасн па нагрузке 12 заданную величину напряжения, определяемую величиной источника

5 опорного напряжения, При этом на силовом переходе регулирующего элемента 3 основного стабилизатора 1 предварительный стабилизатор 2 поддерживает также заданную величину напряжения, определяемую велич шой напряжения источника опорного напря кения 8. При колебаниях входного напряжения, например, при его увеличении, возрастет напряжение на выходе предварительного стабилизатора, т. е. па входе основного стабилизатора, что vûзовет увеличение выходного напряжения источника на нагрузке 12. При этом возрастет разностное напряжение AU между напряжением на нагрузке 12 и величиной напряжения источника опорного напряжения

5, Разностное на! ряжсние ЛУ, приложенное по входу усилителя постоянного тока 4 и усиленное им, воздействуя на вход регулирующего элемента 3, призакроет его, в результате чего выходное Напряжение источника на нагрузке 12 с;аист приблиз!!тельно рав!!ым (с погрешностью стаби lEIaalIEII!) величине выходного напряжения до у! .IH÷åнпя входного напряжс!шя источника. Но при этом возрастет падение напряжения U2 на регулирующем элементе 3 oc!:oâíoão стабилизатора, т. е. увеличится величина входного напряжен;!я усил!псля 7 постоянного тока, равная разности между падением напряжения U> на регулирующем элементе 3 и напряжением источника 8 опорного напряжения. Это усиленное разностное напряжение, воздейств1я через маломощный транзистор 9 на вход регулирующего элемента 6, призакроет e!.o, в результате чего падение напряжения на регулирующем элементе 3 основного стабилизатора 1 станет приблизительно равным (с погрешностью стабилизации) величине падения напряжения на регулирующем элементе 3 до увеличения входного напряжения источника. Аналогично, при уменьшении величины входного напряжения источника произойдет такое уменьшение величины проходного сонротивления регулирующего элемента б предварительного стабилизатора 1, при которой величина выходного напряжения источника на нагрузке 12 и величина падения напря>кения Vz на регулирующем элементе 3 основного стабилизатора примут приблизительно такие жс значения, как и до уменьшения величины входного напряжения. При этом диод 11 находится под напряжение!1, равным разности напряжсни!й U, и U>, где величина напряжения Ui, равная падению напряжения на части делителя 10, опрсдс660039

1 а

К (Составитель С. Горбачева

Корректор О. Тюрина

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 688/19 Изд. ¹ 309 Тираж 1014 Подписное

1-1ПО Государствеч«ого комитета СССР по аслам изобрс-.ений и открытий

1130,Б. Москва, Ж-35, Раушска>:. «сб.. д. 1,"3

Типограф««, пр. С" пу«оза. 2 ляется величиной напряжения база-эмпттер, необходимого для насыщения маломоп1ногс транзистора 9, составляет 1 — 2 В, а величина напряжения Ьа на силовом переходе регулирующсго элемента 3 основного стаби- 5 лизатора 1 составляет не менее 3 — 5 В. Поэтому диод 11 нормально находится под обратным напряжением и заперт, не влияя на режим работы маломощного транзистора 9 и всего источника. I0

При коротком замыкании регулирующего элемента 3 основного стабилизатора 1 к диоду 11 будет приложено только прямое напряхкение У, части делителя 10. Диод 11 откроется и зашуптирует вход маломощно- 15

ro транзистора 9, который закроется и обеспечит входную цепь регулирующего элемента 6, который тоже закроется и отключит нагрузку от входного напряжения, исключая тем самым при коротком замыка- 20 нии регулирующего элемента 3 основного стабилизатора 2 возможность перегрузки регулирующего элемента 6 предварительного стабилизатора 2 по току, а нагрузки и по току, и по напряжению. 25

При этом величина мощности, рассеиваемой на регулирующем элементе 6 предварительного стабилизатора, имеет незначительную величину, определяемую величиной входного напряжения и начальным током 30 регулирующего элемента 6, что повышает надежность всего источника в целом.

Фор м ул а изобретения

Источник напряжения постоянного тока, 35 содержащий основной и предварительньш стабплизаторь. напряжения, регулирующие элементы которых включены последовательно между собой и выходом источника, входная цепь усилителя основного стабилизатора включена параллельно выходным выводам источника, а входная цепь усилителя предварительного стабилизатора включена параллельно силовому переходу регулирующего элемента основного стабилизатора и элемент защиты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения одновременной защиты регулирующего элемента предварительного стабилизатора и нагрузки при коротком замыкании регулирующего элемента основного стабилизатора, элемент защиты выполнен в виде диода маломощного транзистора с делителем напряжения, подключенным крайними выводами к входным выводам источника напряжения, а промежуточными выводами — к выходу усилителя постоянного тока предварительного стабилизатора, к базе маломощного транзистора и к катоду диода, анодом подключенного к выходному выводу, кроме того, силовой переход маломощного транзистора включен между входом регулирующего элемента предварительного стабилизатора и входным выводом источника напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 506012, кл. G 05F 1,/56, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 504192, кл. G 05F 1/58, 1974.