Стабилизатор постоянного напряжения

ОП ИСАЫИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиияСоциалистическихРеспублик ц 917184(51) М. Кл. 6 05 Е 1/58 Ьвударатеаевй квинтет ИСР вв двяаею изеаретенаа и етквытийОпубликовано 30.03,82. Бюллетень12 Дата опубликования описания 30,03,82(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИ Изобретение относится к стабилизирован.ным источникам электропитания,Известен стабилизатор постоянного напря.жения, содержащий регулирующий транзистор,выходной и входной транзисторы, стабили.трон, делитель выходного напряжения (т).Наиболее близким по технической сущное.ти к предлагаемому является стабилизаторпостоянного напряжения, содержащий регу.пирующий транзистор, подключенный эмитте.ром к входному, коллектором к выходно.му выводу базой через резистор к коллектору выходного усилительного транзистора,база которого непосредственно, а змиттерчерез резистор соединены соответственно,сколлектором и эмиттером входного усилительного транзистора, который подключенколлектором через резистор к входному вы.воду, змиттером через стабилнтрон с резне.тором к общему выводу, а базой к делителю выходного напряжения блок запуска 121.Недостатками устройств является низкаянадежность из.эа отсутствия защиты от не.регруэки. 2Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора.Поставленная цель достигается тем, что встабилизатор постоянного тока введены потенциометр и защитный транзистор, эмиттер иколлектор которого подключены соответственно, к эмиттеру и базе регулирующеготранзистора, а база - к среднему выводупотенциометра, крайние выводы которогоподключены к эмиттеру регулирующего итв:коллектору выходного усилительного траязис.торов и к выходу блока запуска, входамиподключенного к входным выводам.Принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения представлена на чертеже,Стабилизатор содержит последовательный регулирующий транзистор 1, включенный посхеме с общим змиттером, т.е. с нагрузкойв цепи коллектора. При больших токах нагруз.ки он может быть выполнен по схеме состав.ного транзистора. Бго база через токоиэмерительный резистор 2 подключена к коллектору выходного усилительного транзистора 3,3 917184входящего в состав усилителя обратной связи, делитель 4 выходного напряжения входной усилительный транзистор 5 и стабилитрон б, Параллельно переходу база-эмиттер транэисто. ра 1 подключен переход коллектор-эмиттер защитного транзистора 7. Суммарное падение напряжения на переходе база-эмиттер транзис. тора 1 и резистора 2, через потенцисметр регулировки защиты 8 подается на базу трап. зистора 7. Выход блока 9 запуска подключен к базе этого транзистора. В цепь эмиттера транзистора 3 введен резистор 10, повышающин входное сопротивление и ограничивающий ток и рассеиваемую мощность этого каскада. Последовательно со стабилитроном бвключен резистор 11 положительной .обратнойсвязи по току, регулирующий динамическоесопротивление источника опорного напряжения,содержащего также блокирующий конденсатор 12, который устраняет самовозбуждение и растягивает фронт нарастания опорного и выходного напряжений при включении. Переход база-эмиттер транзистора 5 встречно зашунтирован разрядным диодом 13, защищающим переход от пробоя и ускоряющим разряд конденсатора 12 при отключении стабилизатора, Транзистор 5 питается от входного напряжения через нагрузочный резистор 14 ифильтр, состоящий из диода 15 и конденсатора 16,Стабилизатор работает следующим образом,После включения конденсатор 12 заряжендо уровня опорного напряжения на стабилитроне 6 и резисторе 11, которое сравндваетсяс частью выходного напряжения, снимаемогоделителя 4, на переходе база-эмиттер транзис.тора 5, коллекторный (и эмиттерный) токикоторого выбираются меньшими, чем токитранзистора 3, Без учета влияния динамичес.кого сопротивления источника опорного на.пряжения стабилизатор работает как обычныйстатический регулятор, поддерживая заданныйуровень выходного напряжения с определенной ошибкой, обусловленной конечной величиной коэффициента стабилизации и низкимивходными сопротивлениями транзисторов,1Регулируемое резистором 11 динамическоесопротивление источника опорного напряженияпозволяет произвести полную компенсациюи даже перекомпенсацию ошибки рассогласования. Происходит это благодаря образованию на динамическом сопротивлении падениянапряжения от эмиттерного тока транзистора3, пропорционального току нагрузки Приращение опорного напряжения пропорциональноприращению тока нагрузки, но несколько от.стает от него во времени благодаря конденсатору 12, применение которого необходимодля обеспечения устойчивости стабилизатора 36 40 43 Ю 4при перекомпенсации и растяжки фронта нара.витания опорного и выходного напряженияпри включении. Указанное приращение опорного напряжения при полной компенсацииобеспечивает стабильность выходного напряжения при значительных изменениях токанагрузки, а при перекомпенсации, устанавливаемой резистором 11, даже увеличение выходного напряжения с ростом тока нагрузки.При этом следует отметить, что стабилизатору свойственна определенная инерция прирезких изменениях тока нагрузки, а чрезмерная перекомпенсация приводит к самовозбуждению, Фильтр на диоде 15 и конденса.торе 16 обеспечивает питание транзистора 5через резистор 14 вспомогательным напряже.нием, приблизительно равным амплитуде вход.ного напряжения и имеющим низкий уровеньпульсаций, что способствует снижению уровня пульсаций выходного напряжения.При номинальных токах нагрузки транзистор 7 закрыт, При увеличении тока нагрузки до заданной величины срабатывания зашиты напряжение на выходе потенциометра8 достигает величины, при которой транзистор 7 открывается. Происходит перераспределение тока коллектора транзистора 3 междутранзисторами 7 и 1, причем базовый токпоследнего уменьшается, что приводит куменьшению тока нагрузки и падению выход.ного напряжения,Усилитель обратной связи стремится ском.пенсировать это падение увеличением коллекторного тока транзистора 3, что приводит кеще большему открыванию транзистора 7 иэапиранию транзистора 1. Процесс развивается лавиннообразно и в результате транзистора 7 открывается до насыщения, степень которого определяется величиной резистора 2.Транзистор 1 запирается, и выходное напряжение стабилизатора падает до величины,близкой к нулю. Защита срабатывает такжепри снижении входного напряжения до величины, близкой к выходному, например, привозрастании пульсаций входного напряжения.Механизм работы, защиты при этом аналоги.чен работе при перегрузке. Блок 9 периоди.чески отключает защиту, шуитируя базу трап.зистора 7 короткими импульсами, На работустобилиэатора в нормальном режиме это неоказывает влияния. При сохранении перегрузки после окончания импульса с блока 9 за.щита каждый раз включается. Если перегрузка ликвидирована, то первым же импульсомзапуска стабилизатор включается в работу,Блок 9 представляет собой в этом случае генератор коротких импульсов, например блокинг-генератор, В случае, если необходимо,чтобы стабилизатор оставался выключенным иВНИИПИ Заказ 1889/69 Тираж 908 Подписное ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5после устранения перегрузки, блок 9 заменяется кнопкой пуска или отсутствует совсем, При отключении входного напряжения все транзисторы обесточиваются, конденсатор 12 разряжается через диод 13 и делитель 4, и устройство готово к включению, При вклю. чении входного напряжения конденсатор 12 затягивает фронт нарастания опорного и вы.ходного напряжений, в результате выходной пусковой ток даже при значительной емкости нагрузки не достигает критического зна чения, и защита не срабатывает. Формула изобретения(Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключен. ный эмиттером к входному, коллектором к выходному выводам, базой через резистор к коллектору выходного усилительного транзистора, база которого непосредственно, а эмиттер через резистор соединены соответственно 917184 6с коллектором и эмиттером входного уси.лнтельного транзистора, который подключенколлектором через резистор к входномувыводу, эмиттером через стабилитрон с ре 5зистором - к общему выводу, а базой -к делителю выходного напряжения, блокзапуска, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности, в неговведены потенциометр и защитный транэис.тор, змиттер и коллектор которого подключены соответственно к эмиттеру и базе регулирующего транзистора, а база - к среднему выводу потенциометра, крайние выводы которого подключены к эмиперу регули 15 рующего и коллектору выходного усилительного транзисторов, и к выходу блока запуска, входами подключенного к входным выводам,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Е 1.ЕКТВОЙ 1 К, 1977, Мф 3, с. 66 - 66.2, Электронная техника в автоматике.