Транзисторный стабилизатор напряжения

Транзисторный стабилизатор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетеких

Социапиетинеских

Реепубпик (i ц,7429О4 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено06.01.78 (21) 2565133/24 07

Я 05 F 1/58 с присоединением заявки ¹

Ьеудерственный квинтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 25 06.80.Бюллетень ¹23

Дата опубликования описания 27.06.80 но делам нзобретеннй н втхрь тнй (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) (72) Автор изобретения

B, A. Сычик (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к промышленности средств связи и может использовать ся в устройствах электропитания в качестве стабилизатора напряжения, в особенности при его работе в режиме перегрузок по току, в частности при коротких замыканиях нагрузки.

Известен транзисторный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки по току и коротких замыканий, содержащий

10 регулирующий элемент, а также схему защиты от коротких замыканий на транзисторах с шунтирующим транзистором Я.

Известный стабилизатор обладает низкой надежностью из-за того, что при мгно15 венных коротких замыканиях возможен пробой шунтирующего транзистора, приводящий к выходу из строя регулирующего элемента. Кроме того, эти схемы не могут работать в высоковольтных источниках питания

Ближайшим по технической сущности к достигаемому результату к изобретению является транзисторный стабилизатор на2 пряжения, содержащий включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляющим входом подключенный к выходу блока сравнения, входами подключенного к выходным выводам, блок для защиты, состояI щий из реле с контактными группами, обмотка которого шунтирована цепью из параллельно включенных диода и конденсатора, отключающий элемент и резистор (2).

Недостатком данной схемы является ее невысокая надежность из-за склоннос ти к пробою управляющего транзистора при коротких замыканиях. Низкая надежность обусловлена также отсутствием защиты транзисторов регулирующего элемента от пробоя в момент короткого замыкания, при котором возникают высокие перенапряжения эмиттерных цепей транзисторов регулирующего элемента. Расчетное значение времени наработки на отказ такого стабилизатора составляет с = 0,6 10 час.

Ъ

Пель изобретения — повышение надежности защиты стабилизатора напряжения.

742904

Это достигается тем, что в транзисторном стабилизаторе напряжения один вывод обмотки .реле подключен к выходу регулирующего элемента, а другой через размыкающий контакт первой контактной группы подключен K обшей шине, к которой подключены одна из обкладок введенного конденсатора н один из выводов вв денного резистора, другой вывод которого через замыкающий контакт второй контактной группы подключен к управляюще-1

54у входу регулирующего алемента, к ко торому также подключена другая обкладка введенного кондеисатора через размыкающий контакт второй контактной группы.

На чертеже представлена функциональная схема транзисторного стабилизатора напря жения.

Стабилизатор напряжения содержит выпрямитель 1 включенны Й в силовую щину 20 регулирующий элемент 2, дополни гельный стабилизирующий элемент 3 (например генератор тока) блок сравнения 4 (компаратор), блок для защиты, состоящий из конденсатора 5, репе 6, обмотка которо1 о зашунтирована цепью из параллельно включенных диора 7 и конденсатора Э, отключающий элемент 9, резистор 10.

Реле 6 имеет контактные группы 11, 12 и 13, причем через контактную группу 12 зо к управляющему входу регулирующего элемента 2 подключен резистор 14 и конденсатор 5.

Стабилизатор работает следующим образом. 35

Б нормальном режиме работы транзисторного стабилизатора напряжения, т.е, когда в пем отсутствуют перегрузки и короткие замыкания HQ выходе, выходной ток стабилизатора, протекающий через об- 40 мотку реле 6, обладает величиной более чем в трп раза меньше тока срабатывания реле 6. !Зыпрямленное напряжение сети с в цсода выпрямителя 1 через контактную группу 13 подается на стабилизатор. Кон- 41 тактная группа 11 реле 6 обеспечизает подключение выхода регулирующего элемен та 2 с комцаратом 4 cTGGBJIHSGTopl к его выходу. В атот момент контактная группа

1 2 реле 6 осуществляет подключение кон- 5О денсатора 5, соединенного одним из вь.водов с общей шиной, ко входу регулирук щего алемента 2. В таком положении стабилизатор напряжения нормально функционирует в допустимом диапазоне его пере- грузок по напряжению и току.

В момент короткого замыкания .в нагрузке или больших перегрузках по току напряжение заряженного конденсатора 5, практически равное выходному напряжению стабилизатора, оказывается приложенным по входной цепи регулирующего элемента

2, выполненного на составном транзисторе, Последний при отсутствии зашиты мгнс вепно вследствие пробоя выводит из строя эмиттерно-базовые переходы транзисторов, входящих в составной транзистор регулирующего элемента 2.

B данном случае при коротком замыкании нагрузки вследствие непосредственного подключения обмотки реле 6 к выходной клемме стабилизатора потенциал этой клеммы в начальный момент практически не изменяется из-за того, что ток, протекающий через обмотку реле 6, представляющую индуктивность, не может изменяться скачком. Зто предотвращает пробой транзисторов регулирующего элемента 2 в начальньN момент короткого замыкания на выходе. Однако опасность пробоя упомянутых транзисторов существует, так как напряжение на конденсаторе 5 не может изменяться скачком, т.е. конденсатор 5 не может мгновенно разрядиться. При этом цепь его разряда обладает большей постоянной времени. Поэтому в последующие моменты ток, протекающий через обмотку реле 6, и напряжение, прикладываемое ко входу регулирующего элемента, начинают возрастать, Однако указанное напряжение на выходе регулирующего элемента 2 не может достичь пробивного значения вследствие срабатывания реле 6 в момент дскб с-.mæåíèÿ тока в его обмотке значения, равного току срабатывания, и переключения его контактными группами 11 и 13 обмотки питания реле 6 непосредственно к выпрямителю 1 и его отключения от стабилизатора напряжения, а контактной группой 12 — переключения заряже1шого конденсатора 5 co axopa регулирующего алемента 2 на корпус через резистор 14.

Номинал после него выбирается из условия быстрого разряда конденсатора 5 и предотвращения выхода его из строя при высокой скорости разряда.

Благодаря этому практически обеспечивается соверщенно надежная защита транзисторного стабилизатора напряжения, функционирующего при любых значениях выходного напряжения, т.е, как низковольт-ного, так и высоковольтного. Реле 6 выбирается низкоомным, чтобы, во-первых, предотвратить ухудшение коэффициента стабилизации напряжения, и во-вторых, снизить до минимума потенциал выходного вы-. вода регулирующего элемента 2 при рабо5 7429 те стабилизатора напряжения в режиме коротких замыканий.

После устранения короткого замыка- ° ния на выходе стабилизатора путем размыкания отключающего элемента 9 цепь питания реле 6 разрывается и его контактные группы 1 1, 1 2 и 1 3 обеспечивают передачу выпрямленного напряжения к стабилизатору и его нормальную работу. !

О формула изобретения

Транзисторный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляющим входом подключенный к выходу блока сравнения, входами подключенного к выходным выво- дам, блок для защиты, состоящий из реле с контактными группами, обмотка которого шуитирована цепью из параллельно включенных диода и конденсатора, отключающий. элемент и резистор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надеж04 6 ности защиты один вывод обмотки реле подключен к выходу регулирующего элемента, а другой через размыкающий контакт первой контактной группы подключен к общей шине, к которой подключены одна из обкладок введенного конденсатора и один из выводов введенного резистора, другой вывод которого через замыкающий контакт второй контактной группы подключен к управляющему входу регулирующего элемента, к которому также подключена другая обкладка введенного конденсатора через размыкающий контакт второй контактной группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ДЬдик С. Д. и ГальперинЕ. И. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. М., Сов.радио, 1969, с. 337341.

2. Додик С. Д. и Гальперин E. И. Иоточники электропитания на полупроводниковых приборах, М., Сов.радио, 1969, рис. Уп. 5в, с. 333, Составитель С. Горбачева

Редактор В. Фельдман Техред И. Асталош Корректор М. Коста

Заказ 3465/42 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4у5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4