Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В.Л. Нескородьев и Е.П. Романов (73) Заявитель. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯХ1ЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано .в источниках питания с широким диапазоном измерения выходного напряжения с защитой от перегрузок по току и короткого замыкания в нагрузке.

Известен стабилизатор гостоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, операционный усилитель, резистивный датчик тока и блок защиты (13 .

Однако известное устройство токовой защиты имеет сравнительно большой остаточный ток короткого замыкания.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный последовательно с резистивным датчиком тока в выходную шину, операционный усилитель, выход которого соединен с управгяющим входом регулирующего элемента, источник опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, дополнительный источник питания и блок защиты с исполнительным транзистором 23.

Недостатком этого стабилизатора является большой остаточный ток короткого замыкания из-за неполного запирания регулирующего элемента.

Целью изобретения является повы1Е шение надежности защиты от перегрузки и уменьшение остаточного тока короткого замыкания.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного на1S пряжения в блок защиты введены два транзистора разного типа проводимости,включенных по триггерной схеме, диод, конденсатор и три резистора, Ю .причем первый транзистор p-n-p-типа эмиттером подключен через первый резистор к положительной шине дополнительного источника питания, база через гараллельно соединенные

90580 второй резистор и конден атор подключена к положительной шине дополнительного источника питания и к коллектору второго транзистора и-р-и-типа эмиттер которого подклю- 5 чен к выходному выводу и одному из выводов резистивного датчика тока, другой вывод которого подключен к аноду диода, катод которого подключен к общей точке соединения коллектора о первого транзистора, базы второго транзистора и третьего резистора, другой вывод которого соединен с отрицательной шиной дополнительного источника, а исполнительный транзистор и-р-п-типа блока защиты базой подключен к коллектору второго транзистора блока защиты, а эмиттерноколлекторным переходом соответственно между стабилитроном и балластным резистором источника опорного напряжения.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения. 25

Стабилизатор содержит регулирующий элемент на транзисторах 1 и 2, включенный последовательно с резистивным датчиком тока 3 s выходную шину, операционный усилитель 4 выходом подключенный к управляющему входу регулирующего элемента, дополнительный источник питания 5 операционного усилителя 4, транзисторы блока защиты 6 и 7, резистор 8, диод

9, ограничительный резистор 10,базовые резистор 11 и конденсатор 12, балластный резистор 13, подключенный к коллектору исполнительного транзистора 14 блока защиты, эмиттер которого подключен к стабилитрону 15, делитель напряжения на резисторах

16 и 17.

Стабилизатор работает следующим образом.

При отсутствии перегрузки по току и короткого замыкания в нагрузке транзистор 7 закрыт за счет обратного смещения, создаваемого падением напряжения на диоде 9. Начальный ток через диод 9 задается с отрицательной шины дополнительного источника питания 5 через резистор 8. Транзистор 6 закрыт, а транзистор 14 открыт за счет положительного смещения на резисторе 11. Источник опорного напряжения на стабилитроне 15 получает питание от дополнительного источника питания через балластный

5 4 резистор 13 и открытый коллекторноэмиттерный переход транзистора 14.

Так как потенциалы точек а и 5 (дифференциальные входы операционного усилителя 4) практически равны между собой, гадение напряжения на резисторе 16 равно величине напряжения стабилизации источника опорного напряжения 15 (!!<). Отсюда, допуская, что входные токи операционного усиления пренебрежительно малы в сравнении с током через резисторы 16 и

17, величина тока через резистор 16 практически равна току через резистор 17 и равна 16 Rgb и не зависит от величины резистора

17. Падение напряжения на резисторе

17 равно выходному напряжению стабилизатора 0 т

К Ц

Вы < x R

Отсюда видно, что при Ь = 0 выходное напряжение стабилизатора равно нулю с высокой степенью точности за счет глубокой отрицательной обратной связи охватывающей регулирующий элемент, резистивный датчик тока и операционный усилитель.

При перегрузке стабилизатора по току или коротком замыкании в нагрузке падение напряжения на резистивном датчике тока 3 становится достаточным для отпирания транзистора 7, что влечет за собой отпирание транзистора 6. Последний Р открытом состоянии поддерживает от крытое состояние транзистора 7, происходит самоблокировка в открытом состоянии транзисторов 6 и 7.

Открытый транзистор 7 запирает транзистор 14 и ток через стабилитрон

15 прекращается, напряжение на выходе стабилизатора становится равным нулю, ток в нагрузку не поступает.

Для приведения стабилизатора в рабочее состояние после снятия перегрузки необходимо выключить, а затем включить общее питание стабилизатора или изменить состояние триггера защиты.

Конденсатор !2 включен для предотвращения срабатывания блока защиты от импульсных помех.

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 364/64 Тираж 907 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

5 9058

Зкономический эффект достигается за счет предотвращения выхода из строя составного регулирующего транзистора при перегрузках по току и коротком замыкании в нагрузке. 5

Стабилизатор постоянного напряже- 10 ния, содержащий регулирующий элемент, включенный последовательно с резистивным датчиком тока в выходную шину, операционный усилитель, выход которого соединен с управ- 15 ляющим входом регулирующего элемента, источник опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, дополнительный иск очник питания и блок защиты с исполнительным транзистором, 20 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты от перегрузки и уменьшения остаточного тока короткого замыкания, в блок защиты введены два транзистора разной проводимости, включенных по триггерной схеме, диод, конденсатор и три резистора, причем первый транзистор n-p-n-типа, эмиттером подключен через первый резистор к поло- 30 жительной шине дополнительного источника питания, база через параллельно соединенные второй резистор и конденсатор - к положительной шине дополнительного источника питания и к коллектору второго транзистора р-и-р-типа эмиттер которого подключен к выходному выводу и к одному из выводов реэистивного датчика тока, другок вывод которого подключен к аноду диода, катод которого подключен к общей точке соединения коллектооа первого транзистора, базы второго транзистора и третьего резистора, другой вывод которого соединен с отрицательной шиной дополнительного источника, а исполнительный транзистор и-1 .-n-типа блока защиты базой подключен к коллектору второго транзистора блока защиты, а эмиттерно-коллекторным переходом - соответственно между стабилитроном и бал" ластным резистором источника опорного напряжения.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

t 513353, кл. Г 05 F 1/56, 1974.

2. "Обмен опытом в радиопромышленности". 1975, М 10, с. 54,рис 3.