Стабилизатор напряжения постоянного тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическихРеспублик рц 951271(22 Заявлено 111130 (21)3002945/24-07 с присоединением заявки Мо -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53 УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 150882(54) СТАБИЛИЭАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике и может, быть использовано в источЯках электропитания электро-.ирадиоустройств, а также приборов исистем автоматики, связи, телемеханики.Известен стабилизатор напряженияс защитой, содержащий узел защитытриггерного типа 11 1,1 ОНедостатком данного устройстваявляется низкая сложность устройства защиты и отсутствие автовозврата в исходный режим после снятия. перегрузки.Наиболее близким по своей технической сущности к данному изобретениюявляется стабилизатор напряженияпостоянного тока, содержащий последовательный регулирующий элемент,узел сравнения, входами подключенныйк выходным выводам, усилитель постоянного тока, входы которого по-отдельности соединены с выходами узла сравнения, а выход - с управляющим входомрегулирующего элемента, два разнополярных источника питания, подключенных относительно выходного вывода кпитающим вйводам усилителя, причемодин непосредственно, а другой - сотпирающей для регулирующего элемен та полярностью напряжения - через транзисторный ключ 2Недостатком известного стабилизатора является отсутствие защиты от перегрузок по току и коротких замыканий, что снижает его надежность.Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения защиты стабилизатора от перегрузок по току и коротких замыканий в цепи нагрузки.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоян-. ного тока введены датчик тока, включенный между регулирующим элементом и соответствующим выходным выводом, конденсатор и триггер Шмитта, один вход которого через доказанный конденсатор подключен к другому его входу и к датчику тока относительно соответствующего выходного вывода, а выход триггера соединен с управляющим входом транзисторного ключа.1На чертеже представлена схема стабилизатора напряжения постоянного тока.Стабилизатор напряжения содержит регулирующий элемент на транзисторе 1, узел сравнения 2, вклеенный между выводами для подключения н,згрузки, усилитель постоянного тека 3, входы30 В случае, если перегрузка или короткое замыкание в цепи нагрузки не устранены, процесс закрывания регулирующего элемента аналогичноповторяется, Периодическое повторение открытого и закрытого состояний регулирующего элемента. продолжается б 5 которого подключены к узлу сравнения,а выход - к управляющему входу регулирующего элемента 1, два разнополярных источника питания 4 и 5, один изкоторых (4) подключен к вводу питанияусилителя 3 непосредственно, а источник питания 5,полярность напряжениякоторого открывает регулирующий элемент, подключен к вводу питания усилителя 3 через транзисторный ключ б,датчик тока 7, включенный междуэмиттером регулирующего элемента 1и выходным выводом, общая точкарегулирующего элемента 1 и датчикатока 7 подключена к входу а триггера Шмитта 8, а через конденсатор 9 - к входу б триггера, выходв триггера подключен к базе транзистора 6.В установившемся режиме устройство работает как классический автокомпенсационный стабилизатор, приэтом величина напряжения с датчикатока 7, поступающего на вход а триггера 8, меньше его порога срабатывания и с его выхода в на базу ключевого транзистора б поступает откры вающий сигнал. Напряжение с источника питания 5 поступает на вводпитания усилителя 3, обеспечиваяего нормальную работу.В случае увеличения тока нагрузки или короткого замыкания в цепинагрузки напряжение на датчикетока 7 увеличивается и становитсявыше порога открывания триггера 8,который переходит в другое устойчивое состояние. При этом с выходав триггера на базу ключевого транзистора б поступает запирающий сигнал.Транзистор 6 закрывается и разрывает цепь положительного питания усилителя 3. На выходе усилителя 3,а значит и на базе транзистора 1появляется отрицательное напряжениеот источника питания 4, которое полностью закрывает регулирующий транэистор 1. Ток в цепи нагрузки прекращается и напряжение на датчике тока падает до нуля, Однако триггер невозвращается в первоначальное состояние до тех пор пока не переэарядитсяконденсатор 9, включенный между входами а и б триггера 8. По окончанииперезарядки конденсатора триггервозвращается в первоначальное состояние и открывает ключевой транзисторб, включающий положительное питаниеусилителя 3, При этом регулирующийтранзистор открывается,до устранения перегрузки или короткого замыкания в цепи нагрузки. Из-засоответствующей разницы времен заряда и разряда конденсатора регулирующий элемент большую часть временизакрыт.Благодаря введенным средствампри коротком замыкании нагрузки постоянная составляющая тока, прошедшего через регулирующий элемент, можетбыть уменьшена более чем в 4 раза относительно постоянной составляющейрасчетного тока нагрузки. Кроме того, при закрывании регулирующего элемента на его базу,как было отмечено, поступает отрицательное напряжение от источника тока 4, что позволяет использовать регулирующий элемент при предельно допустимых напряжениях коллектор-эмиттерного перехода без шунтированияпромежутка база - эмиттер низкоомнымрезистором порядка (10 Ом) и не усложнять (не умощнять) усилитель постоянного тока. При применении данногоизобретения наибольший эффект можетбыть получен в стабилизаторах повышенного напряжения (от 100 до 300 В),например для питания электронно-лу. -чевых трубок.Формула изобретенияСтабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательныйрегулирующий элемент, узел сравнения,входами подключенный к выходным выводам, усилитель постоянного тока,входы которого по отдельности соединены с выходами узла сравнения, а выход - с управляющим входом регулирующего элемента, два разнополярных ис точника питания, подключенных относительно выходного вывода к питающимвыводам усилителя, причем один непосредственно, а другой с отпирающейдля регулирующего элемента полярностью напряжения - через транзисторныйключ, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты стабилизатораот перегрузок по току и короткогозамыкания в цепи нагрузки,.в неговведены датчик тока, включенный междурегулирующим элементом и соответствующим выводом, конденсатор и триггерШмитта, один вход которого черезуказанный конденсатор подключен к другому его входу и к датчику тока относительно соответствующего выходноговывода, а выход триггера соединен суправляющим входом транзисторногоключа.Источникиинформации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 603969, кл. 6 05 Г 1/58, 1976;2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2750503/24-07,кл. 6 05 Г 1/58, 06,04.79,951271 Соста Техре Редакто олощу одпис го комитета СССний и открытий аушская наб., д