Узел тепловой защиты интегрального стабилизатора напряжения

"пг-;.г р; ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УЗЕЛ ТЕПЛОВОЙ ЗАШИТЫ ИНТЕГРАЛЬНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехни. ке и может найти применение в интегральных полупроводниковых стабилизаторах постоянного напряжения и в других устройствах, где возможны тепловые перегрузки. Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем уменьшения тока потребления и упрошение схемы. Цель достигается за счет схемотехнического совмегцения источника опорного тока, имеющего отрицательный температурный дрейф опорного тока, и устройства, которое имеет тепловой гистерезис (температуры отключения и последующего включения интегрального стабилизатора отличаются на 30 - 50 С) . Такое построение устройства позволяет существенно снизить вероятность выхода из строя интегрального стабилизатора при длительном сушествовании тепловой перегрузки. 1 ил. зле ктротех н и чески йУльянова (Ленина) Б, Исаков, Соколов 8)льство СССР1/56, 1987.6308, кл. 6 05 Г 1/56 зисторов 1 и 2 соединены с вховодом 14, а базы транзисторов 1ключены к эмиттеру транзисторалектор транзистора 1 соединентранзистора 6 и с коллектором тра 3, эмиттер которого через реподключен к общей шине, 15. Пколлектор транзистора 2 соединентором и базой транзистора 7торой также подключена базатора 3. База транзистора 4на с эмиттером транзисторарез резистор 11 подключена ктору транзистора 4 и базетора 9. Второй 17 коллектортора 2 соединен с эмиттером транзбаза которого подключена и ктранзистора 9 и третьему 18 и хнике оводах поонных ловые Д и ебьная Узел тепловои зап билизатора напряже второй 2, третий 3, шестой 6, седьмой 7, транзисторы, первый и четвертый3 рези иты интия содечетвертьвосьмой10, второсторы. Э грального стажит первый 1, й 4, пятый 5, 8 и девятый 9 й 11, третий 12 миттеры транГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидет1283729, кл. (з 05 ЕПатент США4171979. Изобретение относится к электрот и может быть использовано в полуп никовых интегральных стабилизатор стоянного напряжения и других электр устройствах, в которых возможны теп перегрузки.Цель изобретения - повышение К надежности путем уменьшения тока п ления и упрощения схемы узла.На чертеже приведена принципиа электрическая схема устройства. дным выи 2 под 6. Колс базой ранзистоистор 1 О ервый 16 с коллекк ко- транзис- соедине 7 и че- коллек- транзис- транзисистора 8, ллекторугллсктору3транзистора 2. Коллектор транзистора 8 соединен с базой транзистора 5 и через последовательно включенные резисторы 12 и 13 соединен с обшей шиной 5, к которой также подклюцены первый эмиттер 19 транзистора 4, коллектор транзистора 6 и эмиттеры транзисторов 9 и 5. Второй эмиттер 20 транзистора 4 подключен к точке соединения резисторов 12 и 13. Коллектор транзисто. ра 5 соединен с управляющим входом регулирующего элемента 21. Транзистор 22 выполняет функцию источника тока в управляющей цепи регулирующего элемента 21.Устройство работает следующим образом.Статический режим источника опорного тока (элементы 1 - 5, 9 - 13) определяется зссачением резистора 101 оп =(/эб /Исогде 1, - значение опорного тока;1,с,б - падение напряжения эмиттер-базатранзистора 4.При этом опорный ток 1,имеет отрицательный температурный дрейф.Ток коллектора 18 транзистора 2 имеет отрицательный температурный дрейф, а ток коллектора транзистора 9 имеет положительссый температурный дрейф. Ток 1 коллектора транзистора 9 определяется следуюсцим соотношением:ехр( с 1 ),20тгде 1 со - ток коллектора 16 транзистора 2;5 э ю - площадь эмиттера 20 транзистора 4;5,о - плошадь эмиттера транзистора 9;у, -- температурный потенциал.Дифференцируя вьсражение по температуре и уцитывая, цто 1 со=1, /К, где К - отношение площади коллектора транзисторак плошади коллектора 16 транзистора 2, получаютЛ 1(1 с) Йсс - Рсо Льо- = - ( --- ) -- - +ч 1с 1 Т Т. Й со ИТ,/с 1где Лво - значение ширины запрещенной зоны кремния;с) =3,5 - 4 - параметр, зависящий от свойствполупроводникового материала;1 о(Т,) - знацение тока коллектора транзистора 9 и ри некоторой опорнойтемпературе Т=Т,Таким образом, если выполняется условие й)йсз, ток коллектора транзистора 9имеет положительный температурный дрейф.Узел тепловой защиты сраоатывает при.температуре, при которой значение токаколлектора транзистора 9 немного превышает значение тока коллектора 18 транзистора 2. При этом появляется ток в цепиколлектора транзистора 4, резко возрастаетпадение напряжения на резисторах 12 и 13,что приводит к переходу транзистора 5 врежим насыщения, Транзистор 5 шунтирует30 пературы включения интегрального стабилизатора в сторону меньших температур. Разность температур отключения и последующего включения стабилизатора определяется отношением плошадей эмиттеров 9 и 20 транзистора 4. Так, при М= 10 диапазон температур, в котором стабилизатор находится в выклюценном состоянии, составляет 35 - 40 С. Таким образом, предлагаемый узел тепловой защиты позволяет существенно повысить надежность интегральных стабилизаторов напряжения средней и большой мощности и уменьшить их ток потребления, а также имеет достаточно простую схемотехническую реализацию. 40 форлсула изобретения Узел тепловой зашиты интегрального стабилизатора напряжения, содержащий девять транзисторов и четыре резистора, прицем базы первого и второго транзисторов объединены, а их эмиттеры подклю-чены к входному выводу, коллектор первого транзистора соединен с коллектором третьего транзистора, эмиттер которого через первый резистор подключен к обшей шине, с которой также соединены первый эмиттер цетвертого транзистора, эмиттер п ятого транзистора и коллектор шестого транзистора, первый коллектор второго транзистора соединен с базой седьмого транзисуправляющий вход регулирующего элемента 21, выключая стабилизатор напряжения.В нормальном режиме работы (температура кристалла меньше температуры срабатывания узла защиты) элементы 5, 8 и 9 находятся в режиме отсечки и не влияют на работу стабилизатора.Разность температур выключения и последующего включения стабилизатора (тепловой гистерезис) формируется следующим образом.Эмиттеры 19 и 20 транзистора 4 имеютразлицную площадь, причем эю=сУ 5 эсо, где И=5 в 10. Это позволяет в нормальном режиме работы стабилизатора распределить эмиттерные токи транзистора 4 пропорционально плосцадям соответствующих эмиттеров 19 и 20. Таким образом, до момента срабатывания узла засииты, практически весь ток коллектора транзистора 4 протекает через эмиттер 20, имеюгций болыиую плошадь.20 После срабатывания узла защиты, падениенапряжения на резисторе 13 приводит к пере.распределению коллекторного тока транзистора 4 между эмиттерами 19 и 20. Ток эмиттера 20 резко уменьшается, а ток эмиттера 19 возрастает, следовательно, возрастает и падение напряжения эмиттер 19 база транзистора 4. Это приводит к пропорциональному увеличению напряжения, приложенного к переходу эмиттер-база транзистора 9 и, как следствие, к сдвиганию тем1483441 Г нская Техре Тира венного комитета п 35, Москва, Ж -здатеяьский комбитора, второй коллектор второго транзистора подключен к эмиттеру восьмого транзистора, база которого соединена с коллектором девятого транзистора, база четвертого транзистора через второй резистор соединена с его коллектором и базой девятого транзистора, коллектор восьмого транзистора соединен с базой пятого транзистора и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы подключен к общей шине, а коллектор пятого транзистора является управляющим выходом узла, отличиющийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем уменьшения тока потребления и упрощения схемы, база третьего транзистора соединена с базой и коллектором седьмого транзистора, эмиттср которого подключен к базе четвертого транзистора, который выполнен двухэмиттерным, при этом второй эмиттер подключен к точке соединения третьего и четвертого резисторов, третий коллектор второго транзисто 1 та подключен к коллектору девягого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, базы первого и второго транзисторов подключены к эмиттеру шестого транзистора, а база шестого транзистора соединена с коллектором первого транзистора. ставитеяь В. Есинд И. Верее Корректор.).,ониакона788 Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ О:г,35, Раушская наб., д. 4 5ат Патент, г. Ужгород, уа. Гагарина, 101