Стабилизатор напряжения постоянного тока

(51)5 ГОСУДАР СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКОМ(57) Изобретение отн ке и предназначено д реализации вторичны питания. Цель. в ,повы стабилизатор введе стабилизатор 10 нап ный ключ 13, которы жиме не работают. включаются. Мощно транзисторе 7 силово щего двухполюсника осится к э ля испол х источни шения на ны пара ряжения и е при нор В случае сть, расс го токост 6, снижае В.К,Бурла 88.8)тельство СССРГ 1/569, 1981.Р НАПРЯЖЕНИЯ ПО(54) СТАБИЛИЗАТОСТОЯННОГО ТОКА 143 ЮА 4 Йц"т,-д. тг",рЯ Д Ж лектротехниьзования при ков электродежности. В метрический транзистормальном реаварии они еиваемая на абилизируются, 1 ил.45 50 силовой токостабилизирующий двухполюсник 6, резко уменьшается (практически падает до нуля), а следовательно, уменьшается, мощность рассеяния на транзисторе 7 силового токостабилиэирующего двухполюсИзобретение относится к электротехнике, предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и касается усовершенствования стабилизатора по авт.св. ч". 1003056.Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора напряжения постоянного тока,На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора напряжения постоянного тока.Стабилизатор напряжения содержит регулирующий транзистор 1, балластный резистор 2, делитель 3 напряжения, источник 4 опорного напряжения, усилитель 5 постоянного тока, силовой токостабилизирующий двухполюсник 6 с транзистором 7, вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник 8, разделительный диод 9, параметрический стабилизатор 10 напряжения с резистором 11 и стабилитроном 12, транзисторный ключ 13 с транзистором 14, резистором 15 и конденсатором 16, Позицией 17 на схеме обозначена нагрузка стабилизатора напряжения.Регулирующий транзистор 1 включен последовательно с балластным резистором 2 между выходными шинами стабилизатора напряжения, к которым подключен также делитель 3 напряжения. Входы усилителя 5 постоянного тока соединены с выходом делителя 3 напряжения и источником 4 опорного напряжения, а выход - с базовой цепью регулирующего транзистора 1. Силовой токостабилизирующий двухполюсник 6 включен в потенциальную шину стабилизатора между соответствующими входным и выходным выводами, а вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник 8 - в цепь смещения силового токостабилизирующего двухполюсника 6,Транзисторный ключ 13 введен между потенциальным входом и базой транзистора 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6. Коллектор транзистора 14 транзисторного ключа 13 подключен к базе транзистора 7 силового токостабилизируощего двухполюсника 6, эмиттер - к входному потенциальному выводу, база соединена через конденсатор 16 с укаэанным входным выводом, а через резистор 15 - с выходом параметрического стабилизатора 10 напряжения, включенного между входным и выходным потенцильными выводами.Стабилизатор напряжения работает следующим образом,В нормальном режиме работы, когда ток нагрузки 17 и напряжение на входном и выходном потенциальных выводах имеют 5 10 15 20 25 30 35 40 значения, близкие к номиналу (установив- ШИйСЯ РЕЖИМ), ТОК вх.ст, От первичного ИС точника питания, стабилизированный силовым токостабилизирующим двухполюсником 6, равен сумме тока рег,тр., протекающего через регулирующий транзистор 1, и Тока нагр.ном., ПРОТЕКаЮЩЕГО В ЦЕПИ НаГРУЗ- ки 17, т,е. вх.ст. = рег.тр + нагр.ном ПРи этОм параметрический стабилизатор 10 не работает, так как напряжение между входным и выходным выводами стабилизатора напряжения меньше напряжения стабилизации стабилитрона 12, а следовательно, в цепи, состоящей из балластного резистора 11 и стабилитрона 12, ток не протекает, нет падения напряжения на балластном резисторе 11, транзистор 14 транзисторного ключа 13 закрыт, Постоянная времени в базовой цепи транзистора 14 транзисторного ключа 13 выбирается больше, чем постоянная времени стабилизатора напряжения в целом, что обеспечивает надежность включения стабилизатора напряжения,Таким образом, описываемый стабилизатор напряжения в нормальном режиме работы обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и необходимый ток нагрузки.При перенапряжении по входу возрастает мощность рассеяния на транзисторе 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6 за счет увеличения падения напряжения между эмиттером и коллектором транзистора 7 даже при наличии стабилизированного тока, протекающего через этот транзистор, При достижении напряжения между входным и выходным потенциальными выводами стабилизатора напряжения, равного напряжениюстабилизации стабилитрона 12, через цепь параметрическоо стабилизатора 10, балластный резистор 11 и через стабилитрон 12 начинает протекать ток, увеличивается падение напряжения на балластном резисторе 11, транзистор 14 транзисторного ключа 15 открывается и переходом коллектор - эмиттер шунтирует цепь смещения базы транзистора 7 силового токо- стабилизирующего двухполюсника 6, в ре. эультате чего ток, протекающий через ника 6.При возрастании тока в цепи нагрузки 17 выше максимально допустимого. что эквивалентно уменьшению сопротивления нагрузки 17, или при возникновении короткого замыкания в этой цепи происходит перераспределе1614012 Формула изобретения Стабилизатор напряжения постоянного тока по авт.св, М 1003056, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены параметрический стабилизатор напряжения. и транзисторный ключ на резисторе, конденсаторе и транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора силового токостабилиэирующего двухполюсника, эмиттер - с входным выводом, база соединена через конденсатор с указанным входным выводом, а через резистор - с выходом параметрического стабилизатора напряжения, включенного между входным и выходным выводами. 40 Составитель С.Ситко Редактор А.Маковская Техред М,Моргентал Корректор Т.ПалийЗаказ 3893 Тираж 653 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ние значений токов, протекающих в цепях регулирующего транзистора 1 и нагрузки 17, При этом одновременно с возрастанием тока в цепи нагрузки 17 уменьшается ток в цепи регулирующего транзистора 1 за счет 5 действия цепи обратной связи, что эквивалентно увеличению динамического сопротивления регулирующего транзистора 1, а следовательно, уменьшению роли его регулирующего (шунтирующего) действия по отно шению к сопротивлению нагрузки 17, которое становится определяющим. Одновременно с уменьшением сопротивления нагрузки 17 увеличивается динамическое сопротивление токостабилизирующего транзистора 7, что 15 приводит к уменьшению выходного напряжения стабилизатора, размыканию цепи обратной связи и увеличению напряжения между входным и выходным потенциальными выйодами, а следовательно, к включению стаби литрона 12.Увеличение падения напряжения на балластном резисторе 11 приводит к включению транзистора 14 транзисторного ключа 13, который переходом коллектор - эмиттер шунти рует цепь смещения базы транзистора 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6, резко уменьшая ток, протекающий через него, и предотвращая его от перегрузки по мощности рассеяния. 30. Таким образом, независимо от причины, в результате которой возникает перегрузка транзистора 7 силового токостабилизирую- щего двухполюсника 6 (от перенапряжения по входу или от перегрузки по току в цепи 35 нагрузки 17), механизм сра баты вания транзи- . сторного ключа 13 один и тот же. Как при перенапряжении по входу и стабилизированном выходном напряжении, так и при постоянном входном напряжении и пониженном выходном напряжении в результате перегрузки по току или короткого замыкания в цепи нагрузки 17 увеличивается напряжение между входным и выходным потенциальными выводами, что приводит к автоматическому срабатыванию параметрического стабилизатора 10 напряжения и транзисторного ключа 13, что позволяет в конечном итоге гарантировать повышенную надежность работы стабилизатора напряжения за счет снижения мощности рассеяния на транзисторе 7 силового токостабилизирующего двухполюсника 6,Кроме того, достигается снижение мощности, потребляемой от первичного источника питания, уменьшение размеров теплоотвода транзистора 7 силового токо- стабилизирующего двухполюсника 6 и снижение массогабаритных показателей стабилизатора напряжения.