Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 06.81 (21) 3308071/24-07 (51).М. Кд.з

G 05 F 1/58 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Опубликовано 3011.82. Бюллетень Мо 4

Дата опубликования описания 30.11.82 (72) Авторы изобретения

A.Ã. Дмитриев и Ю.Ф. Опадчий (71) Заявитель (54 ) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯ ННОГО HAII РЯЖЕНИЯ

С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, и может использоваться в качестве стабилизированного источни- . ка постоянного напряжения.

Известен стабилизатор постоянного напряжения с зацитой от перегрузки по току, содержащий включенные последовательно между входной и выходной .клеммами регулирующий элемент и датчик тока, блок управления,, входом подключенный к выходной клемме и общей шине, а выходом подсоединенный к управляюцему входу регулирующего элемента, который через генератор тока подключен к входной клемме, и транзистор защиты (1).

8 известном устройстве ток удержания, потекающий через регулирующий элемент в режиме короткого замы,кания зависит только от параметров транзистора зациты и датчика тока.

Поэтому при серийном производстве разброс параметров этих элементов вызывает значительное изменение тока удержания. Последнее приводит к необходимости вести расчет стабилизатора с учетом его максимального значения, что требует увеличения установочной мощности-применяемых элементов и ухудшает удельные массовые объемные характеристики устройства. Протекание значительного тока удержания приводит из-за перегрева также к уменьшению надежности стабилизатора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий регулирующий транзистор, коллектором подключенный к входной клемме, а эмиттером через датчик тока, соединенный с выходной клеммой, усилительный каскад, первым силовым выводом связанный с входной клеммой, блок управления, входом подключенный между выходной клеммой и общей шиной, а выходом соединенный с управляющим входом усилительного каскада и через генератор тока с входной клеммой, и делитель напряжения, первый крайний вывод которого подключен к общей шине, а средний вывод соединен с базой транзистора защиты, коллектор которого подключен к управляющему входу усилительного каскада да (2) .

978129

Ток удержания, протекающий в режиме короткого замыкания через регулирующий транзистор известного стабилизатора определяется параметрами датчика тока, а также регулирующего транзистора и транзистора защиты. 5

При серийном производстве у разных экземпляров стабилизатора величина этого тока может меняться в широких пределах: от значения, превышающего ток срабатывания защиты (эксперимен- 10 ты показали, что в отдельных случаях ток удержания может в 2-3 раза превышать, значение, тока срабатывания, защиты), что приводит к значительному перегреву элементон устройства и ухудшению его удельных массообъемныК рактеристик, à s ряде случаен может явиться причиной его отказа, до неличины, которая при снятии перегруз-ки не обеспечивает возврат устройства в режим стабилизации напряжения, т.е. защита по току приобретает триггерный характер. Таким образом, значительный разброс тока удержания приводит к снижению надежности работы стабилизатора напряжения.

Цель изобретения — повышение надежности путем нормирования величины тока удержания, протекающего через регулирующий элемент н режиме короткого замыкания.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току введены источник смещения и резистор, причем первый вывод источника смещения подключей к базе ругулирующего транзистора, a его Topo o coe- ° динен с вторым силовым выводом усилительного каскада и вторым крайним выводом делителя напряжения, эммитер,40 транзистора защиты через резистор подсоединен к выходной клемме.

С целью температурной стабилизации нормированного значенця тока удержания при коротком замыкании, генератор45 тока содержит два транзистора и два резистора причем эмиттер первого :транзистора и первый выход первого резистора подсоединены к входной клемме, база первого транзистора подключена к второму выводу первого резистора и эмиттеру второго транзистора, коллектор которого подсоединен к выходу блока управления, коллектор первого транзистора и база нторого транзистора через второй резистор подсоединены к общей шине.

В качестве указанного источника смещения может использоваться полупроводниковый диод, включенный между базой регулирующего транзистора и вторым силовым выходом усилительного каскада.

Кроме того, используется базоэмиттерный переход выходного тран- 65 зистора усилительного каскада, под- .. ключенного коллектором к первому силовому выводу усилительного каскада, эмиттером соединенного с базой регулирующего транзистора, а базой связанного с выходом предвыходного транзистора усилительного каскада.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току(на фиг. 2 схема стабилизатора постоянного напря жения с защитой от перегрузки по току, в котовой в качестве выказанного источника . смещения используется полупроводниковый диод; на фиг. 3 — схема стабилизатора. постояннОго напряжения с защитой от перегрузки по току, в которой в качестве указанного источника смещения используется базо-эмиттерный переход выходного транзистора усилительного каскада.

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току содержит регулирующий транзистор 1, коллектором подключенный к входной клемме 2, а эмиттером через датчик 3 тока соединенный с выходной клеммой 4, усилительный каскад 5, первым силовым выводом связанный с входной клеммой 2, блок 6 управления, входом подключенный между выходной клеммой 4 и общей шиной 7, а выходом соединенный с управляющим входом усилительного каскада 5 и через гейератор 8 тока с входной клеммой 2, и делитель 9 напряжения, первый крайний вывод которого подключен к общей шине 7, а средний вывод соединен: с баз и транзистора 10 защиты, коллектор которого подключен . к управляющему входу усилительного каскада 5. Источник 11 смещения первым выводом подключен к базе регулирующего транзистор 1, а его второй вывод соединен с вторым силовым усилителем усиленного: каскада 5 и вторым крайним выводом делителя напряжения 9, эмиттер транзистора 10 защиты через резистор 12 подсоединен к выходной клемме 4.

Генератор 8 тока может быть выполнен на двух транзисторах 13 и 14 и двух резисторах 15 и 16, причем эмиттер первого транзистора 13 и первый вывод первого резистора 15 подсоединены к входной клемме 2, база первого транзистора 13 подключена к второму входу первого резистора 15 и эмиттеру второго транзистора 14, коллектор которого подсоединен к выходу блока б управления, коллектор первого транзистора 13 и база второго транзистора 1.4 через второй резистор 16 подсоединены к общей шине 7.

В качестве указанного источника смещения могут использоваться полупроводниковый диод 17, включенный между базой регулирующего транзисто978129

Формула изобретения ра 1 и выходом усилительного каскада 5, или базо-эмиттерный переход выходного транзистора 18 усилительного каскада 5, подключенного коллектором к первому силовому выводу усилительного каскада 5, эмиттером сое- 5 диненного с базой регулирующего транзистора 1, а базой связанного с выходом предвыходного транзистора усилительного каскада .5, Устройство работает следующим 10 образом.

При подаче напряжения питания на клеммы 2 и 7 стабилизатор 8 тока обеспечивает протекание входного то ка усилительного каскада 5, который.в свою очередь открывает регулирующий транзистор 1. На выходных клеммах 4 и 7 устройства появляется напряжение, которое при помощи блока 6 управления поддерживается на заданном уровне. К транзистору 10 защиты прикладывается сумма напряжений датчика 3 тока, базо-эмиттерного перехода регулирующего транзистора 1 источника 11 смещения и одного из плеч делителя 9 напряжения, которая в номинальном режиме поддерживает его в запертом состоянии. При увеличении тока нагрузки напряжение датчика 3 тока начинает приоткрывать транзистор ЗО

10 защиты, запирая тем самым регулирующий транзистор.

Ток удержания, протекающий через регулирующий транзистор рассматриваемой схемы в режиме короткого замы- 35 кания определяется параметрами датчика 3 тоха, регулирующего транзистора 1, источника 11 смещения, транзистора 10 защиты и величиной резистора 12. A так как сумма напряжений ис 4Р точника смещения и базо-эмиттерного перехода регулирующего транзистора 1 выбирается всегда больше порогового напряжения транзистора 10, защиты, изменяя величину резистора 12 можно нор.45 мировать величину тока удержания в широких пределах, обеспечивая при этом минимизацию рассеиваемой в режиме короткого замыкания мощности и гарантированный возврат устройства после устранения перегрузки в режим стабилизации выходного напряжения.

В стабилизаторе тока, выполненом на двух транзисторах 13 и 14 и двух резисторах 15 и 16 величина выходного тока является функцией температуры окружающей среды. В режиме короткого замыкания.практически весь выходной ток генератора 8 тока протекает че-! рез резистор 12. Поэтому соответствующий расчет значений резисторов 12 и

15 обеспечивает температурную стабилизацию нормированной величины тока удержания, протекающего через регулирующий транзистор 1 стабилизатора . в режиме короткого замыкания. 43

Таким образом, предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения с за(щитой от перегрузки по току позволяет в режиме. короткого замыкания нормировать величину тока удержания, протекающего через регулирующий элемент стабилизатора в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды, что обеспечивает повышение надежности его работы и способствует улучшению удельных массообъемных показателей.

1 ° Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий регулирующий транзистор, коллектором подключенный к входной клемме,.а эмиттером через датчик тока соединенный с выходной клеммой, усилительный каскад первым силовым выводом связанный с входной клеммой, блок управления, входом подключенный между выходной клеммой и общей шиной, а выходом соединенный с управляющим входом усилительного каскада и через генератор тока с входной клеммой, и делитель напряжения, первый крайний вывод которого подключен к общей шине, а средний вывод соединен с базой транзистора защиты, коллектор которого подключен .к управляющему входу усилительного каскада, отличающийся тем, что с целью повышения надежности путем нормирования тока удержания при коротком замыкании, в него введен источник смещения и резистор, причем первый вывод источника смещения подключен к базе регулируЮщего транзистора, а его второй вывод соединен с вторьм силовым выводом усилительного каскада и вторым крайним -выводом делителя напряжения,,эмиттер транзистора а защиты через резистор подсоединен к выходной клемме °

2. Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току ,по п.l, отличающийся тем, что, с целью температурной стабилизации нормированного значения тока ,удержания,при коротком замыкании, ге1 нератор тока содерЖит два транзистора и два резистора, причем эмиттер первого транзистора и первый вывод перво;го резистора подсоединены к входной (клемме, база первого транзистора под ключена к второму выводу первого резистора и змиттеру второго транзистора, коллектор которого подсоединен к выходу блока управления, коллектор первого транзистора и база второго транзистора через второй резистор

-подсоединены к общей шине.

3. Стабилизатор постоянного напряжения с зашитой от перегрузки по току . по п.l, отличающийся тем, 978129 что в качестве указанного источника смещения используются полупроводниковый диод, включенный между базой регулирующего транзистора и вторым силовым выводом усилительного каскада.

4. Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по токупоп.1,отличающийся тем, что в качестве указанного источника смещения используется базо-эмиттерный переход выходного транзистора усилительного каскада, подключенного коллектором к первому силовому выводу усилительного каскада, эмиттером соединенного с базой регулирующего транзистора, а базой связанного с выходом предвыходного транзистора усилительного каскада.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Аксенов А.И. и Глушкова Д.Н.

Мощные транзисторы в радиоустройствах. !

О М., Энергия, 1974, с.21, рис. 19.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 761996, кл. G 05 F 1/58, 1980.

ВНИИПИ Заказ 9218/64

Тираж 914 Подписное

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