Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания

О П И С А Н И Е п 1 497569ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. св 2) Заявлено 12.04 16494/2 51) 05 с присоединением зая Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(088.8) тень М 48 публиковано 30,12.75. Бюл Дата опубликования описания 16.03,7(72) Авторы изобретения Г, Калинин, В. П. Коробочкин, А,Государственный научно-исследовапо обогащению руд цветных 1) Заявитель 4) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОИОТ ПЕРЕГРУЗОК И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ т следуюжения натся с поилизаторавыходноеной делициального м, усили- транзисв базовую Изобретение относится к радиоэлектронной технике для питания стабилизированным напряжением измерительной аппаратуры.Известны стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания, 5 содержащие мощный регулирующий транзистор, усилитель обратной связи на транзисторах различного типа проводимости, дифференциальный каскад сравнения выходного напряжения с эталонным, источник эталонного на пряжения, делитель выходного напряжения и нагрузку.Недостатком известного устройства является низкий коэффициент стабилизации, высокое выходное сопротивление и низкая термоста бильность.Целью изобретения является устранение указанных недостатков, Эта цель достигается тем, что резистивный делитель соединен с базой второго вспомогательного транзистора и с 20 одним из электродов диода, включенного между резисторами делителя выходного напряжения в проводящем направлении, при этом другой электрод диода соединен через резисторы с выходом стабилизатора, источником опорно го напряжения и базой транзистора дифференциального усилительного каскада, коллектор одного плеча которого соединен с базой, а коллектор другого с коллектором вспомогательного транзистора противоположного типа прово- ЗО 1 с г; , , -И, Пономаренко и тО. Г.-Кавтищщ,ельский и проектный институтметаллов Казмеханобр димости по отношению к основному регулирующему транзистору. Коллектор первого вспомогательного транзистора соединен с эмиттером третьего вспомогательного транзистора противоположного типа проводимости через регулируемый резистор.На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, вспомогательные транзисторы 2, 3 того же типа проводимости, что и регулирующий транзистор и вспомогательный транзистор 4 противоположного типа проводимости, дифференциальный усилительный каскад на транзисторах 5, 6, источник эталонного напряжения на стабилитроне, резистор 8, делитель выходного напряжения на резисторах 9, 10 и диоде 11, резисторы 12 - 17, кнопку 18, нагрузку 19,Предложенное устройство работаещим образом.После включения входного напрягрузка 19 кратковременно отключаемощью кнопки 18 и на выходе стабпоявляется напряжение. Измененноенапряжение передается через выходтель в базу транзистора 6 дифференкаскада сравнения, инвертируется ивается усилителем обратной связи наторах 4, 2 и в противофазе подаетсяцепь регулирующего транзистора 1 и заданное значение выходного напряжения восстанавливается. С возрастанием тока нагрузки увеличивается падение напряжения на резисторах 12, 13. Это напряжение передается через резисторы 14, 15, 10 в базовые цепи транзисторов 6 и 3, закрывая их и уменьшая их шунтирующее действие и открывая транзисторы 5, 4, 2, 1. При дальнейшем увеличении тока нагрузки, выходное напряжение остается постоянным, пока напряжение на коллекторе транзистора 2 не станет близким к выходному напряжению стабилизатора, после чего напряжение на выходе стабилизатора начинает уменьшать ся, так как транзисторы 2 и 4 близки к состоянию насыщения.Уменьшение величины выходного напряжения приводит к резкому падению тока через стабилитрон 7, транзистор 5 открывается, но благодаря наличию резистора 9 открывается и транзистор 6, шунтируя базовую цепь транзистора 2 и закрывая транзистор 5, препятствуя возрастанию тока нагрузки. При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки ста. билизатор переходит во второе устойчивое закрытое состояние, так как передача выходного (падающего) напряжения осуществляется в базовую цепь транзистора 5, транзистор 6 открывается и диод 11 запирается отрицательным напряженнем на аноде, подаваемым через резисторы 12 - 15, В режиме короткого замыкания транзистор 5 заперт положительным напряжением на оазс и отрицательным на эмиттере, а транзистор 4 падением напряжения на резисторе 12, заперты также транзисторы 2 и 1, а транзисторы 6 н 3 открыты, Кроме того, при работе стабилизатора в нормальном режиме колебание выходного напряжения, передающееся через,резисторы 12, 13, 14, 15, 10 в базу транзистора 3 и на вход каскада сравнения, передается на базу регулирующего транзистора в противофазе, способствуя увеличению коэффициента стабилизации,Таким образом, подключение коллекторов транзисторов 5 и 6 каскада сравнения к базе и коллектору транзистора 4 (и базе транзистора 2) усилителя обратной связи обеспечивает большой диапазон регулирования токов нагрузки и высокий коэффициент усиления, а примененный способ подачи напряжения на вход каскада сравнения, пропорционального величине входного, выходного напряжения и величине тока нагрузки, позволяет получить требуемый коэффициент стабилизации и очень малое (равное нулю) выходное сопротивление, а также защитить стабилизатор от коротких замыканий. Хорошая температурная стабильность стабилизатора достигается применением дифференциального каскада сравнения, 10 15 а также с помощью диода 11, компенсирующего температурный дрейф источника опорного напряжения с положительным ТКН, В случае необходимости регулировки выходного напряжения резистор 8 может быть заменен транзистором и - р - л-типа. При этом коллектор транзистора соединяется с источником эталонного напряжения, база - с анодом, а эмиттер - с катодом диода делителя выходного напряжения. При использовании термокомпенсированного источника эталонного напряжения диод 11 может быть исключен, В обоих случаях вид нагрузочной характеристики стабилизатора изменяется незначительно. 20 25 30 35 40 45 50 55 бО Предмет изобретения1. Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания, содержащий основной регулирующий транзистор, подключенный базой к средней точке двух последовательно соединенных вспомогательных транзисторов того же типа проводимости, что и регулирующий транзистор, резистивный делитель, соединенный со входной шиной стабилизатора, с коллектором первого вспомогательного транзистора и эмиттером третьего вспомогательного транзистора противоположного типа проводимости, и дифференциальный усилительный каскад, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, а другой - с делителем выходного напряжения, источник эталонного напряжения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности и коэффициента стабилизации, снижения выходного сопротивления и осуществления самозащиты от перегрузок и короткого замыкания, резистивный делитель соединен с базой второго вспомогательного транзистора и с одним из электродов диода, включенного между резисторами делителя выходного напряжения в проводящем на. правлении, при этом другой электрод диода соединен через резисторы с выходом стабилизатора, источником опорного напряжения и базой транзистора дифференциального усилительного каскада, коллектор одного плеча которого соединен с базой, а коллектор другого с коллектором вспомогательного транзистора противоположного типа проводимости по отношению к основному регулирующему транзистору.2. Стабилизатор по п, 1, отлич ающийс я тем, что, с целью уменьшения влияния внутреннего сопротивления выпрямителя на выходное сопротивление стабилизатора, коллектор первого вспомогательного транзистора соединен с эмиттером третьего вспомогательного транзистора, противоположного типа проводимости через регулируемый резистор,Редактор В. Левятов Корректор О. Тюрина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 324/16 Изд.2089 Тираж 869 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5