Стабилизатор постоянного напряжения

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Патент США М 3.391.331, кл. 323-9, 1974.2 Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. М., "Сов.радио", 1980, с.265 рис.10 д.(54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующийэлемент, включенный в силовую цепьи соединенный управляющим выводомс выходами токостабилизирующего транзисторного каскада и усилителя обратной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входным выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь - с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью минимизации мощности рассеяния и уменьшения изменения величины тока в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения, в него введен дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к цепи смещения усилителя обратной связи, коллектор - к базе защитного транзистора, коллектор которого под-ключен к базе дополнительного транзистора и через элемент с нелинейной характеристикой - к общей шине. фф фС:10 Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри разработке стабилизаторов посто.яиного напряжения с защитой.Известен стабилизатор постоянногонапряжения, содержащий регулирующий 5элемент, включенный в,силовую цепьи соединенный управляющим выводом стокостабилизирующим транзисторнымкаскадом и усилителем обратной связи с цепью смещения, датчик токанагрузки, включенный во входной части силовой цепи, защитный диод, соединенный с транзистором токостабилизирующего каскада, а также с.датчиком тока нагрузки и входом регулирую щего элемента 1)Недостатком этого стабилизатораПостоянного напряжения являетсяограничение тока регулирующего. элемента при коротком замыкании внагрузке на уровне, более чем вдва раза превышающем номинальный токнагрузки.Наиболее близким техническимрешением к данному изобретению является стабилизатор постоянного .напря-жения, содержащий регулирующий эле-мент, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирующего транзисторного каскада и усилителя обратной 30связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входиьмвыводом и входом регулирующего эле-.мента, защитный .транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистором токостабилизирующего каскада,а базой через задающую цепь - с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента. Этот стабили-;,затор ограничивае ток регулирующего 40элемента при коротком замыкании внагрузке на уровне ниже номинальноготока нагрузки, так как рабочий режим элементов защиты обеспечиваетсязадающей цепью, связанной с входнымнапряжением, а не за счет тока корот-кого замыкания 23,Недостатком стабилизатора является то, что величина мощности рассеяния зависит от величины тока короткого замыкания, которая определяется рабочей точкой защитного транзистора, положение которой изменяетсяпри колебаниях входного напряжения.1Цель изобретения - минимизациямощности рассеяния и уменьшениеизменения величины тока в режиме короткого замыкания при колебанияхпитающего напряжения.Поставленная цель достигаетсятем, что в стабилизатор постоянного 60напряжения, содержащий регулирующийэлемент, включенный в силовую цепьи соединенный управляющим выводом свыходами токостабилизирующего транзисторного каскада и усилителя обрат б 5 ной связи с цепью смещения, датчик тока нагрузки, включенный между входным выводом и входом регулирующего элемента, защитный транзистор, соединенный эмиттером с эмиттером транзистора токостабилизирующего каскада, а базой через задающую цепь - с датчиком тока нагрузки и входом регулирующего элемента, введен дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к цепи смещения усилителя обратной связи, коллектор - к базе защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе дополнительного транзистора и через элемент с нелинейной характеристиКой - к общей шине.На чертеже представлена схема стабилизатора постоянного напряжения.Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, включенный в силовую цепь и соединенный управляющим выводом с выходами токостабилизирующего транзисторного каскада 2 и усилителя обратной связи 3 с цепью смещения 4, датчик то, ка нагрузки 5, включенный во входной части силовой цепи, защитный транзистор б, соединенный эмиттером с транзистором токостабилизирукщего каскада 2, а базой через задающую цепь 7, например, резистивную, с датчиком тока нагрузки 5 и входом регулирующего элемента 1, дополнительный транзистор 8, коллектор,эмиттерный переход которого подключен одним выводом к цепи смещения 4, другим к базе защитного транзистора б, коллектор которого подключен к управляющему выводу дополнительного транзистора 8 и через элемент с нелинейной характеристикой 9 - к общей шине. Регулирующий элемент 1 может быть выполнен как одиночным, так и составным по схеме Дарлингтона или по схеме с дополнительной симметрией.В качестве элемента 9 с нелинейной характеристикой может быть. использован стабилитрон, диод, ста" бистор, транзистор или любой другой элемент, характеристика которо" го имеет Г-образный излом при изменении тока через него.Стабилизатор работает следующим образом.В рабочем состоянии, когда отсутствует короткое замыкание в нагрузке, падение напряжения на датчике 5 невелико, и защитный транзистор б заперт, схема защиты отключена,При нагрузке по току вплоть до короткого замыкания) увеличивается напряжение на датчике тока 5, открывается защитный транзистор б,.и дополнительный транзистор 8, при этом токостабилизирующий каскад 2, усилитель обратной связи 3 и регулируюЗаказ 5832/49 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035 у.Москва, Ж,:Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП. фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,щий элемент 1 переходят в режим, близкий к отсечке. Стабилизатор напряжения закрывается,.ограничивая выходное напряжение в ток нагрузки на низком уровне. Таким образом, происходит защита регулирующего элемента как от перегрузки по току, таки по мощности рассеяния.Возврат стабилизатора .постоянного напряжения в рабочее состояние про:исходит автоматически, когда устраня. 10 ется короткое зазыкание в нагрузке. При этом увеличивающееся выходное напряжение засчет остаточного тока короткого замыкания регулирующего элемента 1 приводит к включению усилителя обратной связи 3 и соответствующему включению допоянитель. ного транзистора 8, который, выключая транзистор защйты б, включает токостабилизирующий транзисторный каскад 2 и регулирующий элемент 1. Стабилизатор постояняого напряжения переходит в исходное состояние. Рабочая точка защитного транзистора б определяется элементом 9 с нелинейной характеристикой, дополнительным транзисторам 8 и цепью сМещения 4,обеспечивающих постоянство падениянапряжения на задающей цепи 7, засчет стабилизации тока через нее. Дополнительный транзистор 8 с задавицей цепью 7 и защитным транзистором б образует контур источника неиэ. менного тока через элемент 9 с нелинейной характеристикой, что обеспечивает еще большую стабильность рабочей точки защитного транзистора б при значительных колебаниях питающего напряжения. Таким образом, введение дополнительного транзистора 8 и элемента 9 с нелинейной характеристикой, обеспечивает стабилизацию положения рабочей точки защитного транзистора б, и соответственно, уменьшает изменение тока регулирующего элемента 1 в режиме короткого замыкания при колебаниях питающего напряжения. Выбором мийимального значения этого тока, обеспечивается минимизация мощности рассеяния на регулирующем элементе 1 и в стабилизаторе постоянного напряжения в целом.