Стабилизатор напряжения постоянного тока

Стабилизатор напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>688904

Союз Сееетоких

Секиалиотических

Реееублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.12.76 (21) 2430734/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания 02.10.79 (51) М.Кл 2 С 05 F 1/58

Гасударственные кетеитет ю делаи изобретений и открытий (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Туробов и С. А. Бручеев (71) Заявитель (54) СТАБИЛ ИЗАТОР НАПРЯЖЕН ИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА,Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве вторичного источника электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен стабилизатор, напряжения постоянного тока, содержащий основной и дополнительный регулирующие транзисторы, включенные параллельно 11).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий основной регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к отрицательному входному зажиму, а база соединена с измерительно-усилительным узлом, подключенным к выходным зажимам, дополнительный регулирующий транзистор, подключенный эмиттером и базой соответст. венно к эмиттеру и базе основного регулирующего транзистора 12).

Недостатком известных стабилизаторов напряжения постоянного тока является низкая надежность и малый срок службы.

Целью изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы стабилизатора напряжения постоянного тока. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока введены силовой и коммутирующий тиристоры, терморезистор, позистор, два стабилитрона, запирающий конденсатор и резистор, причем катоды силового и коммути рующего тиристоров подключены к коллектору основного регулирующего транзистора, управляющие электроды силового и коммутирующего тиристоров через стабплитроны подключены соответственно к терморезистору и позистору, вторые выводы которых соединены с выходным отрицательным

10 зажимом, анод силового тиристора подключен к коллектору дополнительного регулирующего транзистора и к одному .из выводов запирающего конденсатора, другой вывод которого соединен с анодом коммути15 рующего тиристора и через резистор — с общей шиной.

Принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

20 Стабилизатор содержит силовой тиристор I, коммутирующий тиристор 2, запирающий конденсатор 8, резистор 4, стабилитроны 5 и б, основной регулирующий транзистор 7, терморезистор 8, дополни25 тельный регулирующий транзистор 9, позистор 10 и измерительный узел 11.

Стабилизатор напряжения постоянного тока работает следующим образом.

При подаче на вход стабилизатора питающего .напряжения основной регулирую688904

65 щий транз|истор 7 выходит B рабочий режим и обеспечивает заданное выходное напряжение. При этом сопротивление тсрморезистора 8, установленного на теплоотводе основного регулирующего транзистора

7 и имеющего отрицательный температурный коэффициент сопротивления, имеет такую.величину, что напряжение на стабилитроне 5 мало для его пробоя, и поэтому этот стабилитрон работает в режиме обычного диода, .к которому приложено обратное напряжение. Ток,,протек|ающий ч" рез управляющий переход силового тиристора

I, .н едостаточен для его открывания, и поэтому коллектор дополнительного регулирующего транзистора 9 практически отключен закрытьгм силовым тиристором 1 ог коллектора основного регулирующего транзистора 7.и входного отрицательного зажима. С другой стороны, сопротивление позистора 10, установленного на теплоотводе основного регулцрующего транзистора 7 и имеющего положительный температурный коэффициент сопротивления, невелико и имеет такую величину, что напряжение на стабилитроне б превышает его пробивное значение, благодаря чему в цепи управляющего электрода коммутирующего тиристора

2 протекает ток, достаточный для его открывания, коммутирующий тиристор 2 открыт и в его рабочей цепи через резистор

4 протекает ток. Запирающий конденсатор

8 заряжается до величины, пр|имерно равной падению напряжения на закрытом силовом тиристоре I, причем на пластине, подключенной к аноду силового тиристора

1, устанавливается положительный заряд.

Таким образом, схема работает в установившемся режиме.

Если по каким-либо причинам (повышение температуры окружающей среды, поьышение входного напряжения, увеличение тока нагрузки и т. д.) температура основного регулирующего транзистора начинает повышаться, то одновременно повышается температура его теплоотвода, терморезистора 8 и позистора 10. При этом величина сопротивления терморезистора 8 уменьшает=я, напр|яжение на |стабилитроне > начинает превышать его пробивное значение, ток в цепи управляющего электрода силового тиристора 1 становится достаточным для его открывания, силовой тиристор 1 открывается:и подключает коллектор дополнительного регулирующего транзистора 9 к коллектору основного регулирующего транзистора

7. Мощность, выделяемая ранее на основном регулирующем транзи|сторе 7, теперь распределяется примерно пополам между основным 7 |и.дополн|итель ным 9 .регулиру.loщими транзистораыи. Это приводит к прекращению повышения температуры основного регулирующего транзистора 7 и пред5

45 отвращению его теплового пробоя. Коммутирующий тиристор 2 в это время закрывается по следующей причине: открывшийся силовой тиристор 1 подключает запирающий конденсатор 3 к силовым электродам коммутирующего тиристора 2, причем напряжение запирающего конденсатора 8 является обратным для коммут|ирующего тиристора 2. Так как управляющий сигнал на управляющем электроде.коммутирующего тиристора 2 к этому времени уже отсутствует из-за того, что сопротивление позистора 10 при .нагреве возросло и совместно со стабилитр|оном б отключило управляющий ток, то коммутирующий тир|истор 2 остается закрытым и после разряда запирающего конденсатора 8.

Запирающий конденсатор 3 после разряда,на коммутирующий тиристор 2 заряжается по цепи: общая шина, резистор 4, силовой тиристор 1; отрицательный входной зажим — до величины примерно равной падению напряжения на закрытом коммутирующем тир|исторе 2, причем пластина, подключенная к его аноду, получает положительный заряд. В таком состоянии схема остается до тех пор, пока температура основного регулирующего транзистора 7 не снизится до рабочей величины.

При снижении температуры теплоотвода основного регулирующего транзистора 7 до рабочей величины сопротивление терморезистора 8 увеличивается и по указанной причиис перестает протекать ток в цепи управляющего электрода силового тиристора

1. Сопротивление >ке позистора 10 наоборот уменьшаепоя, что приводит к появлению тока в цепи управляющего электрода коммутирующего тиристора 2, вследствие чего последний открывается. В результате его открывания, напряжение запирающего конденсатора 8 прикладывается в обратном запирающем направлении к силовому тиристору 1 |и запирает его. Дополнительный регулирующий транзистор отключается, и стабилизатор возвращается к работе на одном основном регулирующем транзисторе

7, т. е. к,исходному режиму.

Переключение стабилизатора в режим работы на дополнительном регулирующем транзисторе 9 осуществляется .и в случае выхода основного регулирующего транзистора 7 из строя (при отказе типа обрыв).

В этом случае его сопротивление резко возрастает, приложенное к нему напряжение увеличивается до величины входного напряжения, под действием этого напряжения появляется ток в цепи управляющего электрода силового тиристора 1, последний отпирается, замыкая цепь стабилизатора в обход вышедшего из строя основного регулирующего транзистора. На выходе стабилизатора восстанавливается номинальное выходное напряжение, 688904

Составитель С. Ситко

Техред Н. Строганова

Коррсктор С. Файн

Редактор ь. Левитов, Заказ 8о8/1073 Кзд. № 544 Тираж 1035 Подписное

ПГ10 <:Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!3035. Москва, Ж-35, Ра нгская наб., д. 4/5 тнп. Харьк. фил. пред. «Патент»

Таким образом, данная схема стабилизатора напряжения постоянного тока позволяет повысить коэффициент полезного действи я устройства за счет того, что она выбирает оптимальное количество параллельио работающих регулирующих транзисторов, отключая лишние при работе .в режиме малых токов нагрузки,и экономя таким образом энергию, затрачиваемую на питание цепей управления лишних в даниом режиме регулирующих транзисторов.

Кроме того, данная схема повышает надежность работы стабилизатора, так как даже при обрыве в основном регулирующем транзисторе происходит автоматическое переключение на дополнительный регулирующий транзистор и стабилизатор продолжает обеспечивать номинальные выходные напряжение и ток.

И, наконец, срок службы данного стабилизатора напряжения больше обычного, так как он не допускает нагрева основного регулирующего транзистора до температур, при которых в полупроводнике, начинаются необратимые процессы, резко сокращаю25 щие срок службы прибора. (Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий основной регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к отрицательному входному зажиму, эмиттер — к выходному отрицательному зажиму, а база соединена с,измерительно-усилительным узлом, подключенным .к выходным зажимам, дополнительный регулирующий тра.нзистор, подключенный эмиттером и базой соответственно к эмиттеру и базе основного регулирующего транзистора, о тл.и ч а ю шийся тем, что, с целью .повышения,надежности работы и увеличения срока службы стабилизатора, в .него введены силовой и коммутирующий тиристоры, терморезистор, позистор, два стабилитрона, запирающий конденсатор и резистор, причем катоды силового,и каммутирующего тирисгоров подключены к коллектору основного регулирующего транзистора, уп,равляющие электроды силового и коммутирующего тиристора через стабплитроны подключены соответственно к терморезистору и позистору, вторые выводы которых соединены с выходным отрицательным зажимом, анод силового тиристора подключен к коллектору дополнительного регулирующего транзистора и к одному пз выводов запирающего конденсатора, другой вывод которого соединен с анодом коммутирующего тиристора и через резистор — с общей, шиной.

Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе:

1. Карпов В. И. Полупроводкиковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. М., «Энергия», 1967, с. 147.

2. Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. М., «Энергия», 1967, с. 127.