Стабилизатор постоянного напряжения

(19) (11 З(51) 6 05 Г 1/58 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТ ОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(53) 6213167221(0888) (56) 1. ПРадио", 1974, 9 11, с. 30.2, Авторское свидетельство СССР Р 546870, кл. С 05 Г 1/58, 1974. (54)(57) 1. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последователь-, но включенные в силовую шину между входным и выходным выводами датчик тока и регулирующий элемент, датчик напряжения, включенный параллельно регулирующемуэлементу и выполненный из последовательно соединенных нелинейного элемента и резистора, пороговый элемент, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения точности срабатывания защиты, датчик тока и нелинейный элемент датчика напряжения выполнены в виде прямосмещенных диодов, выход порогового элемента подключен к управляющей цепи регу" лирующего элемента, один из его входов подключен к точке соединения нелинейного элемента и резистора датчика напряжения, а другой вход подключен к входному силовому выво" дую2. Стабилизатор по п. 1, о .т л ич а ю щ и й с я тем, что регулиру- ющий элемент выполнен на биполярном транзисторе, эмиттерно-базовый переход которого является датчиком тока,о а параллельно коллекторно-базовому переходу укаэанного транзистора включен датчик напряжения.3, Стабилизатор по п. 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в неговведен антилогарифмирующий элемент, подключенный к входным выводам порогового элемента.4. Стабилизатор по п,. 3, о т л и- С ч а ю щ и й с я тем,что антилогарифмирующий элемент вйполнен на тран- Я эисторе.101 3931 Изобретение относится к электротехнике, .а именно к стабилизаторампостоянного напряжения и, в частности, к устройствам защиты силовыхтранзисторов стабилизаторов от чрезмерной рассеиваемой мощности.Известен стабилизатор с устройством защиты силового транзистора,содержащий резистор, включенный в качестве датчика тока последовательнос силовым транзистором, и резистивный делитель, включенный параллельно силовому транзистору, а такжекомпаратор, включенный воими входами к последовательной цепи, образованной. сопротивлением датчика тока 15и одним из сопротивлений резистив 1 ного делителя, а выходом - к управляющему электроду силового транзистора (13 20Недостатком стабилизатора является низкая точность срабатывания устройства зашиты в зависимости от рассеиваемой на силовом транзисторе мощности.25Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор постоянного найряжения, содержащий последова=ельно включенные в силовую шину между входным и выходным выводами датчик тока и регулирующий элемент, датчик напряжения, включенный параллельно регулирующему элементу и выполненный из последовательно соединенных нелинейного элемента и резистора, пороговый 35 элемент 2 .Недостатком этого устройства является плохое использование регулирующего транзистора по мощности изза трудности получения гиперболи; 40 ческой характеристики нелинейного элемента, которая заменяется обычно аппроксимирующей зависимостью.Целью изобретения является повышение надежности путем повышения . 45 точности срабатывания защиты.Цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем последовательно включенные в силовую шину между входным и выходным выводами регулирующий элемент и датчик тока, датчик напряжения, включенный параллельно регулирующему элементу и выполненный из последовательно соединенных нелинейного элемента и резистора, пороговый 55 элемент, датчик тока и нелинейный элемент датчика напряжения выполнены в виде прямосмещенных диодов, выход порогового элемента подключен к управляющей, цепи регулирующего 60 элемента, один из его входов подключен к точке соединения нелинейного элемента и резистора датчика напряжения, а другой вход подключен к входному силовому выводу. 1Регулирующий элемент выполненна биполярном транзисторе, эмиттерно-базовый переход которого являетсядачтиком тока, а параллельно коллекторно-базовому переходу указанноготранзистора включен датчик напряжения.Кроме того, в него введен антилогарифмирующий элемент, напримерна транзисторе.На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения; на фиг, 2-схемастабилизатора с антилогарифмирующимэлементом.Стабилизатор постоянного напряжения (фиг. 1) содержит регулирующийэлемент (транзистор) 1, включенныйв силовую шину питания и подключенный управляющей цепью.к выходу сравнивающего элемента 2. Входы сравнивающего элемента 2 подключены к выходному выводу 3 стабилизатора идвижку переменного резистора 4,включенного параллельно опорномустабилитрону 5, Последовательно срегулирующим элементом 1 в силовуюшину стабилизатора включен датчиктока на диоде б в прямом направлении, а параллельно регулирующемуэлементу 1 включен датчик напряженияна резисторе 7 и диоде 8, параллельно последовательной цепи из диодовб и 8 своими входами включен пороговый элемент 9, выход которого подключен к управляющей цепи регулирующего элемента 1, антилогарифмирующий элемент (фиг. 2) на транзисторах 10 и 11 и резисторе 12,При работе стабилизатора сравнивающий элемент 2, сравнивая напряжение на выходном выводе 3 и на.движке резистора 4, воздействует на регулирующий элемент 1 таким образом,что напряжение на его выходе поддерживается постоянным, не смотря наколебания величины потребляемого тоЬ е При этом протекающий через регулирующий элемент 1 ток создает падение напряжения на диоде б, пропорциональное логарифму протекающего через него тока. Одновременно из-за наличия падения напряжения на регулирующем элементе 1 через резистор 7 и диод 8 также протекает ток, величина которого, учитывая, что резистор 7 значительно больше прямого сопротивления диода 8, пропорциональна падению напряжения на регулирующем элементе 1. Этот ток создает падение напряжения на регулирующем элементе 1.Вследствие этого, на вход порогового элемента 9 воздействует напряжение, пропорциональное сумме логарифмов протекающего через регулирующий элемент 1 тока и падения напряжения1013931 ИИПИ Заказ 3017 57 Тираж 872 Подписн илиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 на нем, что эквивалентно логарифмупроизведения этих величин или логарифму мощности, рассеиваемой регулирующим элементом 1,Когда это напряжение достигаетзаданной величины, т,е. соответствующей максимально допустимому произведению тока на напряжение, пороговый элемент сработает и регулирующийэлемент будет заперт (или ток черезнего будет ограничен), что предот Овратит ЕгЬ от пробоя.Благодаря тому, что напряжениена диодах и протекакидий через нихток достаточно точно соответствуютлогарифмической зависимости в боль- )5ших пределах изменения тока, защитанадежно и точно отключает регулирующий элемент в больших пределах изменения выходного напряжения стабилизатора и строго в соответствии с величиной рассеиваемой на нем мощностиСтабилизатор, показанный на фиг.2,работает аналогично описанному нафиг. 1. Разница заключается лишьФ том, что напряжение, пропорциональ ное логарифму тока, снимается с базытранзистора 1, а сумма логарифмоввеличины тока и напряжения на транзисторе 1 прикладывается к эмиттернобаэовому переходу транзистора 10.Ток транзисторов 10 и 11 отрегулирован так, что при протекании допустимого тока через транзистор 1 транзистор 11 находится в проводящемсостоянии, а транзистор 10 - в непроводящем из-за малого напряжения на 35его базе. Когда ток через регулирующий транзистор 1 увеличивается допредельной величины, увеличиваетсяи напряжение на базе транзистора 10,равное сумме напряжений на змиттер Онов.базовом переходе транзистора 1 идиоде 8, Когда эта сумма напряженийстанет соответствовать предельнодопустимой мощности рассеяния натранзисторе 1, произойдетперераспределение тока в дифференциальной п аре транзисторов 10 и 11 и ток через транзистор 11 сильно уменьшится, напряжение на коллекторе транзистора 11 увеличится и сработает. пороговый элемент 9, который запрет транзистор 1, прекратив (или ограничив) .ток через него. (В качестве порогового элемента 9 может быть использован транзистор или тиристор, шунтирующрй эмиттерно-базовый переход транзистора 1).Благодаря использованию транзистора 10 по схеме с общим коллектором он практически не шунтирует последовательную цепь из диода 8 и базового перехода транзистора 1 в нормальном режиме эксплуатации, а на предпредельных режимах, когда транзистор 10 начинает приоткрываться, ток через него пропорционален антилогарифму приложенного к базе напряжения. Поскольку приложенное к базе напряжение пропорционально логарифму произведения тока на напряжение транзистора 1, ток коллектора транзистора 10 пропорционален этому произведению и, следовательно, крутизна его изменения большая, чем крутизна изменения напряжения базы. В свою очередь, ток через транзистор 11 имеет такую же крутизну, не изменяется в обратном направлении, так как равен току через дифферен;циальную пару 10 и 11, определенному режимом ее работы минус ток через транзистор 10. Это повышает точность срабатывания порогового элемента 9 и всей защиты в целом.Использование эмиттерно-базового перехода транзистора 1 в качестве датчика тока системы защиты позволя.ет отказаться ат диода б, который иэ-за обычно большого тока через транзистор 1 должен быть мощным, но приводит к увеличению минималь- . ного тока через стабилизатор из-за ,наличия постоянной цепочки 7 и 8 ,в его базе.