Стабилизированный источник постоянного напряжения

Стабилизированный источник постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.01.80 (21) 2870137/24 — 07 (51)М. Кл.

G 05 F 1/58 с присоединением заявки №

1осударстеенный комнтет (28)Приоритет

СССР (53) УД К 621.316. .722.1 (088.8) Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания, 23.10.81 по делам изобретений н отирытнй (72) Авторы изобретения

Г. А. Винник и Э.-Я. Л, Каган (7I ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах электропитания средств автоматики, вычислительной техники и связи.

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения с двумя последовательно включенными регулирующими элементами, содержащий управляемый тиристорный выпрямитель с блоком управления тиристорами, включенный последовательно в выходную шину регулирующий транзистор, переход эмиттер-коллектор которого соединен параллельно входу блока управления тиристорами, а база подключена к выходу измерительно-усилитель- . ного блока.

Такая схема построения источников позво15 ляет расширить область их применения за счет сочетания высоких энергетических показателей управляемого выпрямителя и высокого качества выходного напряжения транзисторного стабилизатора. При этом параллельное соедйнение регулирующего транзистора со входом блока управления тиристорами обеспечивает стабилизацию напряжения на регулирующем транзисторе как при изменении напряжения сети,и тока нагрузки, так и при изменении уровня выходного напряжения с помощью измерительно-усилительного блока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий управляемый тиристорный выпрямитель с блоком управления тиристорами, включенный последовательно в выходную шину регулирующий транзистор, переход эмиттер-коллектор которого подключен к первому входу блока управления тиристорами, а база подключена к выходу измерительно-усилительного блока обратной связи, и блок ограничения выходного напряжения (2) .

Недостатком известного устройства является то, что при его работе с различными уровнями стабилизации выходного напряжения, уровень ограничения выходного напряжения при пробое регулирующего транзистора остается неизменным. При этом отношение уровня ограничения к уровню стабилизации выходного напряжения изменяется, Так выбрав отношение

875365 уровня ограничения к максимальному уровню стабилизации выходного напряжения равным

1,1, при уменьшении уровня стабилизации выходного напряжения в два раза укаэанное отношение возрастает в 2,2 раза, т.е. при пробое регулирующего транзистора напряжение на потребителях увеличивается в 2,2 раза и выходит эа максимально-допустимый предел (1,1 — 1,2 от номинального значения).

Цель изобретения — повышение надежности стабилизированного источника путем изменения уровня ограничения напряжения одновременно с изменением уровня стабилизации выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что указанный блок ограничения выполнен в виде транзисторного усилителя, коллектор которого соединен со вторым входом блока управления тиристорами, в цепи эмиттера включен источник смещения, а база соединена с базой входного транзистора измерительно-усилительного блока, выполненного в виде дифференциаль ного транзисторного усилителя с источником опорного напряжения и делителем выходного напряжения стабилизированного источника, при этом источник смещения блока ограничения подключен к точке соединения источника опорного напряжения с базой выходного транзистора дифференциального усилителя.

Такое схемное построение источника позволяет автоматически менять уровень выходного напряжения управляемого выпрямителя (ypoIIeHb ограничения в случае пробоя регулирующего транзистора) при изменении уровня стабилизации выходного напряжения с помощью измерительно-усилительного блока. При этом отношение указанных уровней сохраняется с заданной точностью.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизированного источника постоянного напряжения. . Источник содержит управляемый выпрямитель 1 с блоком 2 управления тиристорами и регулирующий транзистор 3. Переход эмиттерколлектор регулирующего транзистора 3 соединен параллельно входу Ol — д блока 2 управления тиристорами, а база подключена к выходу измерительно-усилительного блока 4.

Измерительно-усилительный блок 4 содержит . дифференциальный усилитель на транзисторах

5 и 6, делитель 7 — 8 — 9 выходного напряжения стабилизированного источника и источник

10 опорного напряжения. Блок 11 ограничения выходного напряжения при пробое регупирующего транзистора 3 содержит транзистор 12, коллектор которого соединен со входом O — 6 блока 2 управления тиристорами, и источник .13 смещения, включенный в цепи эмиттера транзистора 12. База транзис4 тора 12 соединена с базой входного транзистора 5 измерительно-усилительного блока 4

/ и подключена к средней точке делителя 7 — 8 — 9 выходного напряжения. Источник 13 смещения подключен к точке соединения источника

10 опорного напряжения с базой выходного транзистора 6 дифференциального усилителя.

Стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом.

При нормальной работе выходное напряжение источника стабилизируется на заданном уровне регулирующим транзистором 3, управляемым измерительно-усилительным блоком 4. г1апряжение Ц,1 с перехода эмиттер-коллектор !

5 транзистора 3 поступает на вход Q — д блока 2 управления тиристорами. Блок 2 управляет тиристорами выпрямителя. 1 так, чтобы поддерживать напряжение Ц на переходе эмиттер-коллектор постоянным с заданной точностью. В таком режиме работы источника

2О разность потенциалов между базами транзисторов 5 и 6 дифференциального усилителя близка к нулю, поэтому напряжение источника 13 в сумме с этой разностью потенциалов удерживает транзистор 12 в закрытом состоянии. На

25 вход Q — 3 блока 2 напряжение с коллектора транзистора 12 не поступает, т.е. блок 11 на работу стабилизированного источника не влияет. Данному режиму работы источника соответствуют полярности напряжений, указанные на схеме без скобок.

Уровень стабилизации выходного напряжения определяется выражением

- (GO б ЭБ 0 (5 э э )(Рд +Яд2)

BblX Rä

35,дх где О П вЂ” напряжение источника 10 опорного напряжения;

Π— напряжения на переходах база-эмит. (7Э5 дЪ6 тер транзисторов 5 и 6 дифференциального усилителя;

g, — сопротивления верхнего и нижнего

А1 А плеч делителя 7 — 8 — 9 выходного напряжения. величина- - 5ЭЬ+1 - -О,имеем

ЭЬ

U 0,0о йм+кж) ЫК РА, При пробое (коротком замыкании) регулирующего транзистора 3 напряжение Uq на его переходе эмиттер-.коллектор уменьшается до нуля. Уменьшение напряжения на входе

Q — д блока 2 вызывает увеличение выходного напряжения управляемого выпрямителя 1.

Выходное напряжение выпрямителя поступает

III вход стабилизированного источника. Увеличе55 ние выходного напряжения приводит к дальнейшему открыванию входного транзистора 5 и к запиранию выходного транзистора 6 дифференциального усилителя. Когда разность

ВЫх огр. R А где0 — напряжение источника 13 смещения;

Од 4 - напряжение на переходе база-эмиттер транзистора 12 блока 11 ограничения.

При изменении уровня стабилизации выходного напряжения с помощью потенциометра 8 измерительно-усилительного блока одновременно с изменением потенциала базы транзистора

5 изменяется потенциал базы закрытого транзистора 12 блока ограничения. В случае пробоя регулирующего транзистора 3 выходное напряжение будет ограничиваться на новом уровне.

Иэ второго и третьего выражений следует, что отношение уровня ограничения к уровню стабилизации выходного напряжения равно

sblx ОГР oTI см l5gqg. бэсм,+94g. 1 +Q 4Ц г1+

1 ьь х " 10п 11 оп

Это отношение является для заданных значений ОП, Осм и 0+3 + величиной постоянной, поэтому при изменейии уровня стабилизации выходного напряжения с помощью иэмерительно-усилительного блока происходит автоматическое и пропорциональное изменение уровня ограничения, что повышает надежность стабилизированного источника при пробое регулирующего транзистора. Кроме того, предлагаемый источник постоянного напряжения не требует настройки блока ограничения и повышает стабильность работы, так как блок ol.-5 потенциалов между базами транзисторов 5 и 6 превышает напряжение источника 13 смещения, транзистор 12, приоткрываясь, подает на вход

Q — Я блока 2 напряжение 0<, увеличение которого приостанавливает дальнейший рост выходного напряжения управляемого выпрямителя 1 (стабилизированного источника) на заданном уровне ограничения. Этому режиму работы источника соотвествуют полярности напряжений; указанные на схеме в скобках.

Уровень ограничения выходного напряжения определяется выражением

875365 6 раничения управляется измерительно-усилительным блоком.

Формула изобретения

Стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий управляемый тиристорный выпрямитель с блоком управления

>о тирнсторами, включенный последовательно в выходную шину регулирующий транзистор, переход эмиттер-коллектор которого подключен к первому входу блока управления тиристорами, а база подключена к выходу иэмерительно-усилительного блока обратной связи, и блок ограничения выходного напряжения; отличающийся тем,что,с целью повышения надежности источника путем изменения уровня ограничения напряжения при пробое одновременно с изменением уровня стабилизации выходного напряжения, указанный блок- ограничения выполнен в виде транзисторного усилителя, в котором коллектор транзистора соединен со вторым входом блока управления тиристорами, в цепи эмиттера этого транзистора включен источник смещения, а база транзистора соединена с базой входного транзистора измерительно-усилительного блока обратной связи, выполненного в виде дифференциального транзисторного усилителя с источником опорного напряжения и делителем выходного напряжения стабилизированного источника, при этом источник смещения блока ограничения подключен к .точке соединения источника опорного напряжения с базой выходного транзистора дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

40 1. Управляемый источник питания. Информационно-справочный листок N 020528, МРП, 1970, 2, Авторское свидетельство СССР N 678476, кл, G 05 F 1/58, 1977.

875365

2Ьдактор Г. Волкова

Заказ 9334/73

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

Составитель О. Овсянников

Техред А.Бабвнец

Тираж 943

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

l33035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор. М. Демчнк

Подписное