Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок

сОюз сОВетснихОЙЕВОМ В;йаРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМ жения и операционного усилителя, причем датчик тока включен между регулирующим транзистором и выходюан выводом, операционный усилитель соединен выходом с управляющим входом регулирующего транзистора, первым входом - со средним выводом делителя напряжения, один из крайних выводов которого подключен к общей шине, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем уменьшения мощности рассеяния 0 на регулирующем транзисторе в режимеперегрузки, в него введены логарифмичес-кий усилитель, вход которого подключен к датчику тока,а выход соединен с другим 3 крайним выводомделнтеля напряжения,н вспомогательныйисточник опорного напряжения, включенный между вторым вхоцом операцнонного усилителя н выходнымвыводом стабилизатора. а(54)(57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, содержащий ре гулирующнй транзистор, включенный последовательно в силовую шину, узел обратной связи, узел защиты, состоящий из датчика тока, делителя напря 21(088,8)США В 3.259.833,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 80, 515 А1095159 1 О Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий транзистор, 15 включенный последовательно в силовую шину, узел обратной связи, узел защиты, состоящий из датчика тока, делителя напряжения и операционного усилителя, причем датчик тока включен 20 между регулирующим транзистором и выходным выводом, операционный усилитель соединен выходом с управляющим входом регулирующего транзистора, первым входом - со средним выводом 25 делителя напряжения, один из крайних выводов которого подключен к общей шине 1.21.Недостатком известного стабилизатора напряжения является значитель ная мощность рассеяния на регулирующем транзисторе в режиме перегрузки, превышающая мощность рассеяния в номинальном режиме, что снижает эффективность защиты.Цель изобретения - повышение эффективности защиты путем уменьшения мощности рассеяния на регулирующем транзисторе в режиме перегрузки.Поставленная цель достигается тем, 40 что в стабилизатор напряжения с защи; той от перегрузки, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно в силовую шину, узел обратной связи, узел защиты, состоящий 45 из датчика тока, делителя напряжения и операционного усилителя, причем датчик тока включен между регулирующим транзистором и выходным выводом, операционный усилитель соединен выхо дом с управляющим входом регулирующего транзистора, первым входом - со средним выводом делителя напряжения, один из крайних выводов которого подключен к общей шине, введены логарифмический усилитель, вход которого подключен к датчику тока, а выход соединен с другим крайним выводом делителя напряжения, и вспомогательИзобретение относится к регуляторам напряжения постоянного тока.Известны стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузки вплоть до короткого замыкания, содержащие регулирующий транзистор, узел обратной, связи и узел защиты, состоящий иэ датчика тока, делителя напряжения и усилителя постоянного тока Г 13. ный источник опорного напряжения,включенный между вторым входом операционного усилителя и выходным выводом стабилизатора.На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема стабилизаторанапряжения с защитой от перегрузки,на фиг.2 - нагрузочная характеристика стабилизатора напряжения и мощность рассеяния на регулирующем транзисторе в относительных единицах.Стабилизатор напряжения с защитойот перегрузки содержит последовательный регулирующий транзистор 1 с узлом обратной связи (не изображен),датчик 2 тока, защитный транзистор3, операционный усилитель 4, логарифмический усилитель 5, делитель 6 напряжения, состоящий иэ двух резисторов, вспомогательный источник 7 опорного напряжения, причем на первыйвход операционного усилителя 4 подается напряжение от вспомогательногоисточника 7 онорного напряжения, навторой вход операционного усилителя4 подается напряжение с делителя 6,подключенного к выходу логарифмического усилителя 5 и к общей шине стабилизатора. На вход логарифмическогоусилителя 5 подается напряжение, пропорциональное протекающему токунагрузки через датчик тока - измерительный резистор 2, включенный между регулирующим транзистором 1 и выходным выводом 8.Работа устройства происходит следующим образом.В нормальном режиме работы до момента превышения тока нагрузки заданного значения защитный транзистор 3 закрыт напряжением операционного усилителя 4, и узел защиты не оказывает влияние на работу регулирующего элемента 1 и стабилизатора в целом. При возрастании тока нагрузки возрастает падение напряжения на измериФтельном резисторе 2, соответственно возрастает напряжение на выходе логарифмического усилителя 5 и на втором входе операционного усилителя 4. При достижении напряжения на втором входе величины напряжения на первом входе операционного усилителя 4 напряжение на выходе операционного усилителя 4 меняет знак на противоположный и открывает защитный транзистор 3, который начинает шунтировать управляющий переход регулирующего элемента..Проектная,з10951Условие срабатывания защиты определяется формулой= Г. ,)- ке.д, ц),где Р 1- напряжение на выходеи нтарифмического усилителя 5;- коэффициент деленияделителя 6,При этом выходное напряжение ста" Обилизатора и выходной ток по мереуменьшения сопротивления нагрузки,вплоть до короткого замыкания, уменьшаются. Соответственно закон изменения выходного напряжения и тока будет следующий:0 ы: - " К (1 Р )1-й)-0Для момента срабатывания защиты 20ПОЛуЧаЮта -ср 11 К(1-1 с1 Для короткого замыкания 1 н чкз 251 а Р.к=Я К(-1,Соответственно ток короткого засыкания будет меньше, чем ток срабатывания защиты.Решение приведенной системы уравнений позволяет точно определить необходимые значения % и Оо для требуемых значений тока короткого замыкания и тока срабатывания защиты. При снятии аварийной нагрузки схема возвращается в исходное состояние за счет наличия тока короткого замыкания.На фиг,2 приведена нагрузочная характеристика стабилизатора напряжения с защитой в нормированных координа- тах ОЬЬП нО сВЬК,исаУчасток 1 на фиг.2 соответствует работе стабилизатора до момента срабатывания узла защиты. Участок 3 соответствует входному напряжению стабилизатора. Участок 4 соответствует в приведенных координатах зависимости Р, = Р, где Р Р - мощносгь рассеивания на регулирующем элементе 1, Р- допустимая мощность рассеивания на регулирующем элементе 1,Положительный эффект от предлагаемого устройства достигается за счет применения логарифмирующего усилителя 5 и вспомогательного источника 7 опорного напряжения, позволяющих сфор. мировать такую нагрузочную характеристику, при которой мощность, рассеивающаяся на регулирующем элементе 1, не превосходит значение мощности рассеивания в момент срабатывания защиты.