Стабилизатор напряжения постоянного тока

11688904 Свез Сееетоках Сеаиалаотаче сках Реоеублик(45) Дата опубликования описания 02.10.7 1) М Кл 2 С 05 Гкудеротеенньа комитет елаи изобретен и открытий ДК 621.316.. Туроб 4) СТАБИЛ ИЗАТОР НАПРЯЖЕН И ПОСТОЯННОГО ТОКА,Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве вторичного источника электропитания радиоэлектронной аппаратуры.Известен стабилизатор, напряжения постоянного тока, содержащий основной и дополнительный регулирующие транзисторы, включенные параллельно 11.Наиболее близким к изобретению тех. ническим решением является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий основной регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к отрицательному входному зажиму, а база соединена с измерительно-усилительным узлом, подключенным к выходным зажимам, дополни. тельный регулирующий транзистор, под. ключенный эмиттером и базой соответст венно к эмиттеру и базе основного регули. рующего транзистора 12.Недостатком известных стабилизаторов напряжения постоянного тока является низ. кая надежность и малый срок службы.Целью изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы стабилизатора напряжения постоянного то. ка. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока введены силовой и коммутирующий тиристоры, терморезистор, позистор, два ста. билитрона, запирающий конденсатор и ре.зистор, причем катоды силового и коммути рующего тиристоров подключены к коллек.тору основного регулирующего транзисто.ра, управляющие электроды силового и коммутирующего тиристоров через стабплитроны подключены соответственно к терморе.зистору и позистору, вторые выводы которых соединены с выходным отрицательным 10 зажимом, анод силового тиристора подклю.чен к коллектору дополнительного регулирующего транзистора и к одному .из выводов запирающего конденсатора, другой вывод которого соединен с анодом коммути рующего тиристора и через резистор - собщей шиной.Принципиальная электрическая схемастабилизатора напряжения постоянного то.ка представлена на чертеже.20 Стабилизатор содержит силовой тири.стор 1, коммутирующий тиристор 2, запирающий конденсатор 3, резистор 4, стабилитроны 5 и б, основной регулирующий транзистор 7, терморезистор 8, дополни тельный регулирующий транзистор 9, позистор 10 и измерительный узел 11.Стабилизатор напряжения постоянноготока работает следующим образом.При подаче на вход стабилизатора 30 тающего .напряжения основной регулир50 Г Г 60 65 щий транзистор 7 выходит в рабочий режим и обеспечивает заданное выходное напряжение, При этом сопротивление тсрморезистора 8, установленного на теплоотводе основного регулирующего транзистора 7 и имеющего отрицательный температурный коэффициент сопротивления, имеет такую,величину, что напряжение на стабилитроне 5 мало для его пробоя, и поэтому этот стабилитрон работает в режиме обычного диодак которому приложено обратное напряжение. Токпротекающий через управляющий переход силового тиристора , .недостаточен для его открывания, и поэтому коллектор дополнительного регулирующего транзистора 9 практически отключен закрытьгм силовым тиристором 1 ог коллектора основного регулирующего транзистора 7,и входного отрицательного зажима. С другой стороны, сопротивление позистора 10, установленного на теплоотводе основного регулцрующего транзистора 7 и имеющего положительный температурный коэффициент сопротивления, невелико и имеет такую величину, что напряжение на стабилитроне б превышает его пробивное значение, благодаря чему в цепи управляющего электрода коммутирующего тиристора 2 протекает ток, достаточный для его открывания, коммутирующий тиристор 2 открыт и в его рабочей цепи через резистор 4 протекает ток. Запирающий конденсатор 3 заряжается до величины, примерно равной падению напряжения на закрытом силовом тиристоре 1, причем на пластине, подключенной к аноду силового тиристора 1, устанавливается положительный заряд. Таким образом, схема работает в установившемся режиме. Если по каким-либо причинам (повышение температуры окружающей среды, поьышение входного напряжения, увеличение тока нагрузки и т. д.) температура основного регулирующего транзистора начинает повышаться, то одновременно повышается температура его теплоотвода, терморезистора 8 и позистора 10. При этом величина сопротивления терморезистора 8 уменьшает:я, напряжение на стабилитроне б начинает превышать его пробивное значение, ток в цепи управляющего электрода силового тиристора 1 становится достаточным для его открывания, силовой тиристор 1 открывается:и подключает коллектор дополнительного регулирующего транзистора 9 к коллектору основного регулирующего транзистора 7. Мощность, выделяемая ранее на основном регулирующем транзисторе 7, теперь распределяется примерно пополам между основным 7,и дополнительным 9.регулирующими транзистораыи. Это приводит к прекращению повышения температуры основного регулирующего транзистора 7 и пред 5 10 15 20 25 30 35 40 45 отвращению его теплового пробоя. Коммутирующий тиристор 2 в это время закрывается по следующей причине: открывшийся силовой тиристор 1 подключает запирающий конденсатор 3 к силовым электродам коммутирующего тиристора 2, причем напряжение запирающего конденсатора д является обратным для коммутирующего тиристора 2, Так как управляющий сигнал на управляющем электроде коммути. рующего тиристора 2 к этому времени уже отсутствует из-за того, что сопротивление позистора 10 при нагреве возросло и совместно со стабилитроном б отключило управляющий ток, то коммутирующий тири- стор 2 остается закрытым и после разряда запирающего конденсатора 3.Запирающий конденсатор д после раз. ряда,на коммутирующий тиристор 2 заряжается по цепи: общая шина, резистор 4, силовой тиристор 1; отрицательный вход. ной зажим - до величины примерно равной падению напряжения на закрытом коммутирующем тиристоре 2, причем пластина, подключенная к его аноду, получает положительный заряд, В таком состоянии схема остается до тех пор, пока температура основного регулирующего транзистора 7 не снизится до рабочей величины.При снижении температуры теплоотвода основного регулирующего транзистора 7 до рабочей величины сопротивление терморезистора 8 увеличивается и по указанной причиис перестает протекать ток в цепи управляющего электрода силового тиристора 1. Сопротивление же позистора 10 наоборот уменьшаепоя, что приводит к появлению тока в цепи управляющего электрода коммутирующего тиристора 2, вследствие чего последний открывается. В результате его открывания, напряжение запирающего конденсатора 3 прикладывается в обратном запирающем направлении к силовому тиристору 1 и запирает его, Дополнительный регулирующий транзистор отключается, и стабилизатор возвращается к работе на одном основном регулирующем транзисторе 7, т. е. к,исходному режиму. Переключение стабилизатора в режим работы на дополнительном регулирующем транзисторе 9 осуществляется и в случае выхода основного регулирующего транзистора 7 из строя (при отказе типа обрыв). В этом случае его сопротивление резко возрастает, приложенное к нему напряжение увеличивается до величины входного напряжения, под действием этого напряжения появляется ток в цепи управляющего электрода силового тиристора 1, последний отпирается, замыкая цепь стабилизатора в обход вышедшего из строя основного регулирующего транзистора. На выходе стабилизатора восстанавливается номинальное выходное напряжение,688904 Формула изобретения Составитель С. Ситко Техред Н. Строганова Кортсктор С, Фаи Редактор ь. Левитов Заказ 858,1073 Кзд.544 Тираж 1035 Подписное11 Г 0 с 11 опск Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий3035, Москва, Ж, Рашская наб., д. 4/5 тип. Харьк. фил. пред. Патентэ Таким образом, данная схема стабилизатора напряжения постоянного тока позволяет повысить коэффициент полезного действия устройства за счет того, что она выбирает оптимальное количество параллельио работающих регулирующих транзисторов, отключая лишние при работе в режиме малых токов нагрузки,и экономя таким образом энергию, затрачиваемую на питание цепей управления лишних в даниом режиме регулирующих транзисторов.Кроме того, данная схема повышает надежность работы стабилизатора, так как даже при обрыве в основном регулирую. щем транзисторе происходит автоматическое переключение на дополнительный регулирующий транзистор и стабилизатор продолжает обеспечивать номинальные выходные напряжение и ток.И, наконец, срок службы данного стабилизатора напряжения больше обычного, так как он не допускает нагрева основного регулирующего транзистора до температур, при которых в полупроводнике, начинаются необратимые процессы, резко сокращающие срок службы прибора.( Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий основной регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к отрицательному входному зажиму, эмиттер - к выходному отрицательному зажиму, а база соединена с,измерительно-усилительным узлом, подключенным .к выходным зажимам, дополнительный регулирующий транзистор, подключенный эмиттером и базой соответственно к эмиттеру и базе основного регулирующего транзистора, о тличающийся тем, что, с целью повышения,надежности работы и увеличения срока службы стабилизатора, в него введены силовой и коммутирующий тиристоры, терморезистор, позистор, два стабилитрона, запирающий конденсатор и резистор, причем катоды силового,и коммутирующего тирисгоров подключены к коллектору основного регулирующего транзистора, уп,равляющие электроды силового и коммутирующего тиристора через стабплитроны подключены соответственно к терморезистору и позистору, вторые выводы которых соединены с выходным отрицательным зажимом, анод силового тиристора подключен к коллектору дополнительного регулирующего транзистора и к одному пз выводов запирающего конденсатора, другой вывод которого соединен с анодом коммутирующего тиристора и через резистор - с общей, шиной. Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе:1. Карпов В. И. Полупроводкиковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. М., Энергия, 1967, с. 147.2. Карлов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. М., Энергия, 1967, с. 127.