Стабилизатор постоянного напряжения

(11)61 б 622 Союз Советских Социалистических Республик(23) При (43) Опу Государственный комитетСовета Министров СССРяо делам изобретенийи открытий ДК 621. 316722 . 1 (088. 8) иковано 25 О 778,бюллетень М 27 опубликования описания 080678 5) Дата 72) Автор. изобретени Л.В.Ив ена Трудового Красного, Знамениный университет им. П.Стучки СТАБИЛИЗА ОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИ Изобретение относится к электроному приборостроению и может бытьпольэовано в вычислительной технике,автоматике, в устройствах промышленной электроники. бИзвестен стабилизатор напряженияс самозащитой от короткого замыканияна выходе, содержащий последовательно включенный регулирующий транзистор, источник опорного напряжения,дифференциальный усилитель сигналаошибки с транзисторным генераторомтока в качестве коллекторной нагруз;ки выходного каскада. Регулирующийтранзистор потребляет либо весь токот генератора нагрузки, либо частьего.Транзисторный генератор тока автоматически ограничивает максимальныйток через регулирующий транзистор вслучае короткого замыкания 11,Наиболее близким к предложенномупо технической сущности является стабилизатор постоянного напряжения,содержащий собранный по дифференциальной схеме усилитель сигнала ошибки,коллектор выходного транзистора которого соединен с Первым выводом первого транзисторного генератора тока ибазой регулирующего транзистора, цепь н- ис 1) Заявитель Латвийскийгосударст коллектор-эмиттер которого включена между одним из входных и одним иэ выходных выводов, включенный между общей шиной, соединенной с другими входными и выходным выводами, и одним иэ входов усилителя сигнала ошибки опорный стабилитрон, по цепи питания соединенный с первым выводом второго транзисторного генератора тока, причем вторые выводы транзисторных генераторов тока соединены с первым иэ укаэанных входных" выводов, а их управляющие входы соединены с одним из выводов цепи смещения, другой вывод которой соединен с первым входным выводом 121.Такое решение имеет большое преимущество - отпадают все неудобства, связанные с применением дополнительного резистивного. датчика для контроля тока и схемы ограничения его,Од" нако,хотя предотвращается внезапное повреждение регулирующего транзистора, он не защищен от выхода из строя из-за перегрева при более длительном коротком замыкании. Цель изобретения - ограничениевыходного тока стабилизатора при .кротком замыкании на выхопе.616622 тора 9. Включение третьего транзисторного генератора токаи диода 10 позволяет ограничить ток через регулирующий транзистор 9 при коротком замыкании на выходе. Диод 11 служит для защиты от пробоя переходов базаэмиттер транзисторов 12 и 13 дифференциального каскада усилителя сигнала ошибки 2 во время переходных процессов при включении и выключении стабилизатора,Конденсаторы 14 и 15 предназначены для частотной коррекции, чтобы предотвратить самовоэбуждение схемы на высоких частотах.Стабилизатор работает следующим образом. В нормальном рабочем режиме выходное напряжение на резисторе 3 почти одинаково с напряжением на опорном стабилитроне 1, По этой причине диоды 10 и 11 не мешают нормальному рабочему режиму. Снижение выходного напряжения при увеличении тока в резисторе 3 компенсируется тем, что выходной транзистор 4 усилителя сигнала ошибки 2 переключает,все большую часть тока от первого транзисторного генератора тока 5 на базу регулирующего транзистора 9. При коротком замыкании на выходе диод 10 шунтируетопорный стабилитрон 1. Напряжениемежду базой третьего транзисторноготока 8 и общей шиной схемы становится равным малому падению на открытомдиоде 10. Ток третьего транзисторного генератора тока 8 снижается доочень малой величины, так как напряжения на диоде 10 недостаточно дляотпирания его. Это в свою очередьприводит к эапиранию первого и второго транзисторных генераторов тока5 и 6, вследствие выхода стабилитрона 7 из области стабилизации. Остаточный ток второго транзисторного генератора тока 6 определяет ток .через регулирующий транзистор 9 в случае короткого замыкания. Может оказаться,что этот ток принимает очень малоезначение, так как он определяется токами утечек транзисторов, из которых собрана схема. Это лишает воэможности самозапуска схемы после снятия короткого замыкания, так как конденсатор15 может не зарядитЬся до потенциала, нужного для срабатывания усилителя сигнала ошибки 2. То же можетпроизойти и при включении стабилизатора. В этом случае может понадобиться специальный пуск, во многих случаях это неудобно. Дпя устранения этого недостатка в схему введен резистор 16, который подключен между базой регулирующего транзистора 9 иплюсовым входным выводом. Резистор 16обеспечивает начальный ток запускадля транзистора 9 и определяет остаточный ток короткого замыкания, котоЭто достигается тем, что в предложенном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем собранный по дифференциальной схеме усилитель сигнала ошибки, коллектор выходного транзистора которого соединен с первым выводом первого транзисторного генератора тока и базой регулируюшего транзистора, цепь коллектор-эмиттер которого включена между одним иэ входных и одним из выходных выводов, включенный между общей шиной, соединенной с другими входными и выходными выводами, и одним из входов усилителя сигнала ошибки опорный стабилитрон, по цепи питания соединенный с первым выводом второго транзисторного генератора тока, причем вторые выводы транзисторных генераторов тока соединены с первым из указанных входных выводов, а их управляющие входы соединены с одним ф из выводов цепи смещения, другой вывод которой соединен с первым входным выводом, стабилизатор снабжен третьим транзисторным генератором то-, ка, подключенным выводами к общей ши не и первому из укаэанных выводов цепи смещения, выполненной на стабилитроне, а управляющим входом соединенным с упомянутым входом усилителя сигнала ошибки, другой вход которого 30 соединен с первым из выходных выводов и через дополнительно введенные встречно-включенные диоды - со своим первым входом.Для обеспечения автоматического 35 запуска стабилизатора между базой и коллектором регулирующего транзистора включен дополнительно ввденный резистор.На чертеже показана принципиаль ная схема предложенного стабилизатора. Он содержит. опорный стабилитрон 1, подключенный к первому входу усилителя 2 сигнала ошибки, собранному по дифференциальной схеме. Второй вход дифференциального усилителя сое 45 динен с одним выходным зажимом, к которому подключен резистор 3 нагрузки. Выходной транзистор 4 усилителя 2 сигнала ошибки коллектором подключен к одному выводу первого транзистор ного генератора тока 5, второй вывод которого соединен с первым входным выводом. Стабилизатор содержит также второй транзисторный генератор тока 6, первый вывод которого соеди нен с опорным стабилитроном 1Управляющие входы первого и второго транзисторных генераторов тока 5 и 6 сое. динены с цепью смещения на стабилитроне 7, соединенном с третьим тран зисторным генератором тока 8, который управляющим входом соединен с опорным стабилитроном 1. Коллектор выходного транзистора 4 соединентакже с базой регулирующего транзис616622 Формула изобретения НИИПИ Заказ 4065/44 Тираж 1033 Подписно Филиал ППП ффПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,рый можно регулировать соответствую-щим выбором номинала резистора 16,Основным преимуществом предложенного стабилизатора является возможность обеспечения защиты с ограничением тока беэ ввдения новых элементов, которые при нормальной работеиграют пассивную роль. в этой схемевведение дополнительного генераторатока 8 не только дает полезный эффектзащиты, но также существенно увеличивает коэффициент стабилизации устройства,. так как опорный стабилитрон 5 10получает ток от источника с высокимвыходным дифференциальным сопротивлением. Защитные диоды 10 и 11 обычнонеобходимы в подобных схемах, так каксовременные эпитаксиально - планарные 16транзисторы имеют малое напряжениепробоя между базой и эмиттером, превышение которого недопустимо в процессе эксплуатации,Предложенный стабилизатор имеет 20структуру, удобную для интегральногоисполнения, что очень важно для обеспечения высоких технико-экономическихпоказателей. 1 Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий собранный по диф Ференциальной схеме усилитель сигна- . ла ошибки, коллектор выходного транзистора которого соединен с первым выводом первого транзисторного генератора тока и базой регулирующего транЯ) зистора, цепь коллектор-эмиттер которого включена между одним из входных и одним из выходных выводов, включенный между общей шиной, соединенной с другими входным и выходным выводами, и одним из входов усилителя сигнала ошибки опорный стабилитрон, по цепи питания соединенный с первым выводом второго транзисторного генератора тока, причем вторые выводы транзисторных генераторов тока соединены с первым из указанных входных выводов, а их управляющие входы соединены с одним из выводов пепи смещения, другой вывод которой соединен с первым входным выводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ограничения выходного тока стабилизатора при коротком замыкании на выходе, стабилизатор снабжен третьим транзисторным генератором тока, подключенным выводами к общей шине и первому из указанных выводов цепи смещения, выполненной на стабилитроне, а управляющим входом соединенным с упомянутым входом усилителя сигнала ошибки, другой вход которого соединен с первым из выходных выводов и через дополнительно введенные встречно-включенные диоды со своим первым входом.2. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения его автоматического запуска, между базой и коллектором регулирующего транзистора включен дополнительно введенный резистор.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Электроника, русский перевод, т.44, В 24, 1971, с. 64.2. фЭлектроника, русский перевод, т. 44, В 3, 1971, с. 45.