Стабилизатор постоянного напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 653606 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 61) Дополнительное к авт, свид-ву -,07.76 (21) 2379023/24 07 присоединением заявкиГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕН Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания.Известен стабилизатор напряжения постоянного тока с защитой от короткого замыкания 1 .Наличие в известном стабилизаторе фоторезистора не позволяет получить требуемое быстродействие срабатывания защиты и ухудшает зависимость выходного напряжения от изменений температуры.Существенным недостатком указанного стабилизатора также является отсутствие его автоматического запуска и возврата в исходное состояние.Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в одну из питающих шин регулирующий транзистор, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока, выполненного по дифференциальной схеме и одним из входов соединенного с выходом резисторного делителя напряжения, включенного между выходными выводами, а другим входом - со стабилитроном опорного источника, токостабилизируюший двухполюсник на транзисторе, включенном в выходную цепь усилителя постоянного тока, делитель напряжения на резисторе и стабилитроне, включенный между входными выводами, защитный транзистор, ограничительный резистор и цепь возврата из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, шунтирующую переход коллектор-эмиттер регулирующего транзистора 2.Однако указанный стабилизатор напряжение имеет ряд недостатков, а именно: повышенную мощность рассеивания из-за наличия датчика токовой перегрузки, включенного последовательно с потребителем; повышенное выходное сопротивление из-за наличия датчика токовой перегрузки, включенного в петле обратной связи стабилизатора; сложность схемного решения устрой ства защиты, необходимого для получениятребуемого быстродействия срабатывания и возврата зашиты.Цель изобретения - уменьшение мощности рассеивания и выходного сопротивле653606 ния стабилизатора, а также упрощение схемы устройства защиты.В предложенном стабилизаторе постоянного напряжения база защитного транзистора соединена со средней точкой делителянапряжения защитного блока, эмиттер егочерез ограничительный резистор - со стабилитроном опорного источника, а его коллектор подключен к эмиттеру транзисторатокостабилизируюшего двухполюсника.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного стабилизатора.Стабилизатор содержит последовательный регулирующий транзистор 1, источник 2опорного напряжения со стабилитроном 3,который соединен с одним из входов уснлителя 4 постоянного тока, другой вход которого подключен к выходу резисторного делителя 5 напряжения, включенного междувыходными выводами, к которым подключена нагрузка 6.2 ОСтабилизатор также содержит токостабилизирующий двухполюсник 7 на транзисторе 8, включенном в выходную цепьусилителя 4 постоянного тока, за щитныйтранзистор 9, делитель напряжения на резисторе 10 и стабилитроне 11, причем средняя точка делителя подключена к базе защитного транзистора 9, и цепь возврата изпоследовательно соединенных резистора 1ои стабилитрона 13. Усилитель 4 постоянноготока содержит выходной транзистор 14 ивходной транзистор 15. Кроме того в схемувключены: ограничительный резистор 16,резистор 17 токостабилизирующего двухполюсника, стабистор 18 токостабилизируюшего двухполюсника,Схема предлагаемого стабилизатора на- ЗБпряжения работает следующим образом.На базу входного транзистора 15 усилителя 4 поступает напряжение от стабилитрона 3, на базу выходного транзистора 14 усилителя 4 - часть выходного на 4 Спряжения стабилизатора.Сигнал рассогласования, усиленный усилителем 4, воздействует на проводимостьрегулирующего транзистора 1 и изменяетее таким образом, чтобы при вариацияхвходного напряжения или тока нагрузкивыходное напряжение оставалось неизменным. где 13 6 х - входное напряжение стабилизатора;50 13 з - напряжение на стабилитроне 13цепи возврата;К 8., Ь- сопротивления соответственно нагрузки 6 и резистора 12 цепи возврата.Этот ток создает падение напряжения на55нагрузке 6, которое запирает защитный транзистор 9, отпирается транзистор. 8 токостабилизирующего двухполюсника 7, и схемавозвращается в исходное состояние. Для увеличения коэффициента усиления усилителя 4 коллекторной нагрузкой его выходного транзистооа 14 служит токостабилизируюший двухполюсник 7 на транзисторе 8,В нормальных условиях защитный транзистор 9 заперт, так как напряжение на стабилитроне 3 больше напряжения стабилитрона 11 и влияния на работу стабилизатора не оказывает. При коротком замыкании на выходе стабилизатора напряжение стабилитрона становится равным нулю, и защитный транзистор 9 отпирается. По цени + 138(входное напряжение) переход коллектор в ба входного транзистора 15 усилителя 4, ограничительный резистор 16, переход эмиттерколлектор защитного транзистора 9, резистор 17 токостабилизирующего двухполосанка 7, - Б протекает ток 18 равный где 13 - напряжение на стабилитроне 11.Б э. - напряжение эмиттер - база защитного транзистора 9;13 ил. - напряжение коллекторбазаявходного транзистора 15;К 8 - величина сопротивления ограничительного резистора 16.Этот ток, протекая через резистор 17 токостабилизирующего двухполюсника 7, создает падение напряжения, достаточное для запирания транзистора 8 токостабилизирующего двухполюсника, что приводит и к запиранию регулирующего транзистора 1. При этом ток и мощность рассеивания регулирующего транзистора 1 становятся равными нулю.Условие надежного срабатывания защиты: где К, - величина сопротивления резистора 17 токостабилизирующего двухполюсника 7;38 - напряжение стабистора 18 токо- стабилизирующего двухполюсника.После срабатывания защиты все входное напряжение приложено к переходу эмиттер-коллектор регулирующего транзистора 1, и стабилитрон 13 цепи возврата начинает проводить ток, В момент снятия короткого замыкания по цепи +13, нагрузку 6, стабилитрон 13 и резистор 12 цепи возврата, в 1 протекает ток возврата 1 ю, равный653606 Условие надежного возврата схемы:1 Рб )11 .Экспериментальная проверка подтвердила работоспособность предлагаемого стабилизатора напряжения.Предлагаемая схема обеспечивает надеж ное срабатывание защиты при коротких замыканиях на выходе стабилизатора при изменении входного напряжения (3 +10%) и широком интервале изменения температуры окружающей среды (40 - 60 С), а также возврат при снятии перегрузки.По сравнению с прототипом удалось на 15% уменьшить мощность рассеивания в стабилизаторе, примерно в два раза уменьшить выходное сопротивление стабилизатора и почти в два раза уменьшить количест во элементов устройства защиты стабилизатора. формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство. СССР431506, кл, Ст 0 Г 1/58, 1972, 25 2. Штильман В. И. Микроэлектронныестабилизаторы напряжения Киев,йехника1976, с. 98. Составитель В. КругловаТехред О.Луговая КорректорТираж 1014 ПодписноеГосударственного ком итета СССРделам изОбретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Мельниченк Редактор А. СадомовЗаказ 1289/35 ЦНИИП и13035,лиал ППСтабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в одну из питающих шин регулирующий транзистор, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока, выполненного по дифференциальной схеме и одним из входов соединенного с выходом резисторного делителя напряжения, включенного между выходными выводами, а другим входом - со стабилитроном опорного источника, токо. стабилизирующий двухполюсник на транзисторе, включенном в выходную цепь усилителя постоянного -ока, делитель напряжения на резисторе и стабилитроне, включенный между входными выводами, защитный транзистор, ограничительный резистор и цепь возврата из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, шунтирующуяз переход коллектор-эмиттер регулирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности рассеяния, выходного сопротивления и упрощения схемы стабилизатора, база защитного транзистора соединена со средней точкой делителя напряжения защитного блока, эмиттер его через ограничительный резистор - со стабилитроном опорного источника, а его коллектор подключен к эмиттеру транзистора токостабилизирующего двухполюсника.