Транзисторный стабилизатор напряжения

(23) Приоритет Опубликовано 25 06,80,Бюллетень Же 23Дата опубликования описания 27,06,80 но лелем нзобретеннй н втхрьтнйИзобретение относится к промьпцленности средств связи и может использовать ся в устройствах электропитания в качестве стабилизатора напряжения, в особенности при его работе в режиме перегрузок по току в частности при коротких замыканиях 5 нагрузки.Известен транзисторный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки по току и коротких замыканий, содержащийФО .регулирующий элемент, а также схему защиты от коротких замыканий на транзисторах с шунтирующим транзистором Я,Известный стабилизатор обладает низкой надежностью из-за того, что при мгно 15 венных коротких замыканиях возможен пробой шунтирующего транзистора, приводящий к выходу из строя регулирующего элемента. Кроме того, эти схемы не могут работать в высоковольтных источниках питания.Ближайшим по технической сущности к достигаемому результату к изобретению является транзисторный стабилизатор на 2пряжения, содержащий включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляющим входом подключенный к выходу блока сравнения, входами подключенного к выходным выводам, блок для защиты, состоящий из реле с контактными группами, обмотка которого шунтирована цепью из параллельно включенных диода и конденсатора, отключающий элемент и резистор 2. Недостатком данной схемы является ее невысокая надежность из-за склоннооти к пробою управляющего транзистора при коротких замыканиях. Низкая надежность обусловлена также отсутствием защиты транзисторов регулирующего элемента от пробоя в момент короткого замыкания, при котором возникают высокие перенапряжения эмиттерных цепей транзисторов регулирующего элемента. Расчетное значение времени наработки на отказ такого стабилизатора составляет с = 0,6. 10 час.ЪЦель изобретения - повышение надежности защиты стабилизатора напряжения.Зто достигается тем, что в транзисторном стабилизаторе напряжения один вывод обмотки .реле подключен к выходу регулирующего элемента, а другой через размыкающий контакт первой контактной группы подключен к обшей шине, к которой нодкпючены одна из обкладок введенного конденсатора н один из выводов введенного резистора, другой вывод которого через замыкающий контакт второй кон тактной группы подключен к управпяющеЧу входу регулирующего алемента, к которому такхсе подключена другая обкладка веденного кондеисатора через размыкающий контакт второй контактной группы.На чертеже представлена функциональная схема транзисторного стабилизатора напряжения.Стабилизатор напряжения содержит выпрямитель 1 р включенный в силовую й 1 ину регулирующий элемент 2, дополнительный стабилизируюц 1 ий элемент 3 например, генератор тока) блок сравнения 4 (компаратор), блок дпя защиты, состоящий из конденсатора 5, репе б, обмотка котороГо зашунтирована цепью из параллельно вкцочеппых диора 7 и конденсатора Э отключающий элемент 9, резистор 10, Репе 6 имеет контактные группы 11, 12 и 1 3, причем через контактную группу 1 2 зо к управляющему входу регулирующего элемента 2 подключен резистор 14 и конденсатор 5.Стабилизатор работает следующим образом, 35В нормальном режиме работы транзисторного стабилизатора напряжения, т,е, когда в пем отсутствуют перегрузки и короткие мкани на ыходе, выходной ток стабилизатора, протекающий через об мотку репе б, обладает величиной более чем в трп раза меньще тока срабатывания реле б. Выпрямленное напряжение сети с выхода выпрямителя 1 через контактную группу 13 подается на стабилизатор, Кон тактная группа 11 реле 6 обеспечизает подключение выхода регулирующего алемента 2 с комцаратом 4 стабилизатора к его выходу. В атот момент контактная группа 1 2 реле б осуществляет подключение кон О денсатора 5, соединенного одним из вь.- водов с общей шиной, ко входу регупирук- щего алемента 2, В таком положении стабилизатор напряжения нормально функционирует в допустимом диапазоне его перегрузок по напряжению и току.В момент короткого замыкания .в нагрузке или больших перегрузках по току напряжение заряженного конденсатора 5,практически равное выходному напряженио стабилизатора, оказывается приложенным по входной цепи регулирующего элемента 2, выполненного на составном транзисторе, Последний при отсутствии зашиты мгнс- вепно вследствие пробоя выводит из строя эмиттерно-базовые переходы транзисторов, входящих в составной транзистор регулирующего элемента 2.В данном случае при коротком замыкании нагрузки вследствие непосредственного подключения обмотки реле б к выходной клемме стабилизатора потенциал этой клеммы в начальный момент практически не изменяется из-за того, что ток, протекающий через обмотку реле 6, представляющую индуктивность, не может изменяться скачком, Зто предотвращает пробой транзисторов регулирующего элемента 2 в начальный момент короткого замыкания на выходе, Однако опасность пробоя упомянутых транзисторов существует, так как напряжение на конденсаторе 5 не может изменяться скачком, т.е. конденсатор 5 не может мгновенно разрядиться, При этом цепь его разряда обладает большей постоянной времени, Поэтому в последующие моменты ток, протекающий через обмотку репе 6, и напряжение, прикпадываеллое ко входу регулирующего элемента, начинают возрастать, Однако указанное напряжение на выходе регулирующего элемента 2 не может достичь пробивного значения вследствие срабатывания реле б в момент дскб стяжения тока в его обмотке значения, равного току срабатывания, и переключения его контактными группали 11 и 13 обмотки питания реле б непосредственно к выпрямителю 1 и его отключения от стабилизатора напряжения, а контактной группой 12 - переключения заряжещого конденсатора 5 со входа регулирующего алемента 2 на корпус через резистор 14, Номинал после него выбирается из условия быстрогв разряда конденсатора 5 и предотвращения выхода его из строя при высокой скорости разряда. Благодаря этому практически обеспечивается соверщенно надежная защита транзисторного стабилизатора напряжения, функционирующего при любых значениях выходного напряжения, т.е, как низковольт- . ного, так и высоковольтного. Реле 6 выбирается низкоомным, чтобы, во-первых, предотвратить ухудшение коэффициента стабилизации напряжения, и во-вторых, снизить до минимума потенциал выходного вы-. вода регулирующего элемента 2 при рабо 5 7429 те стабилизатора напряжения в режиме коротких замыканий,После устранения короткого замыка-ния на выходе стабилизатора путем размыкания отключающего элемента 9 цепь питания реле 6 разрывается и его контактные группы 11, 12 и 13 обеспечивают передачу выпрямленного напряжения к стабилизатору и его нормальную работу. Формула изобретенияТранзисторный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в силовую шину регулирующий элемент, управляющим входом подключенный к выходу блока сравнения, входами подключенного к выходным выво- дам, блок для защиты, состоящий из реле с контактными группами, обмотка которого шуитирована цепью из параллельновключенных диода и конденсатора, отключающий. элемент и резистор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надеж 04 6ности защиты, один вывод обмотки релеподключен к выходу регулирующего элемента, а другой через размыкающий контактпервой контактной группы подключен к общей шине, к которой подключены одна изобкладок введенного конденсатора и одиниз выводов введенного резистора, другойвывод которого через замыкающий контактвторой контактной группы подключен к управляющему входу регулирующего элемента, к которому также подключена другаяобкладка введенного конденсатора черезразмыкающий контакт второй контактнойгруппы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ДЬдик С, Д. и ГальперинЕ. И, Источники электропитания на полупроводниковыхприборах. МСов.радио, 1969, с, 337341.2, Додик С, Д, и Гальперин Е, И. Источники электропитания на полупроводниковых приборах, МСов.радио, 1969,рис, Уп. 5 в, с, 333,Составитель С. ГорбачеваРедактор В, Фельдман Техред И. Асталош Корректор М. КостаЗаказ 3465/42 Тираж 956 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 у 5 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4