Стабилизатор напряжения с защитой

СОЮЗ СОВЕТСКИХКОФПЮЕШииРЕСПУБЛИКае ав за) С 051 58 ГОС ТЕН Е ИЭ я щиду ДМфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ. (53) 621.316.722,1 (088.8)(56) 1. Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы напряжения и тока. (с непрерывным регулированием). М., "Советское радио", 1980, с. 265.2. Авторское свидетельство СССР У 813392, кл. б 05 У 1/58, 1981. , (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого соединена с выходом усилителя обратной связи, входами соединенного с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, блок защиты от перегрузки, состо й из датчика тока, включенного меж эмиттером регулирующего транзистора и выходным выводом, делителя напряже ния, включенного между эмиттером регулирующего транзистора и общей ши-. ной, шунтирующего транзистора, подключенного коллектором к базе регулирующего транзистора, а эмиттеромк выходному выводу узла смещения порога срабатывания защиты, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем обеспечения неизменного порога срабатывания защиты при регулировке выходного напряжения вплоть до нуля и снижения тока к.эв узел смещения блока защиты введены .сравнивающий и раэвязывающий операционные усилители, делитель напряжения смещения и вспомогательный источник опорного напряжения, причем выход сравнивающего операционного усилителя соединен с базой шунтирующего транзистора, а входы соединены со средними выводами делителя напряжения блока защиты и делителя напряжения смещения, который подключен через раэвязывающий операционный усилитель к последовательно и согласно соединенным регуллируемому источнику опорного напряжения стабилизатора и вепомогательному источнику опорного напряжения, . точка соединения которых подключена к выходному выводу.1 1128Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения постоянного тока.Известно устройство защиты стабилизатора напряжения, содержащее вклю 236 О 30 гулирующего транзистора и общей шиной,шунтирующего транзистора, подключенного коллектором к базе регулирующего транзистора, а эмиттером - квыходному выводу, и узла смещения порогасрабатывания 2 3,Недостатком известного стабилизатора является узкий диапазон изменения выходного напряжения, в котором ток срабатывания защиты остается пос тоянным, и большой ток к,з. 50 ченные последовательно в силовуюцепь регулирующий элемент и датчиктока, транзистор защиты, эмиттер которого соединен с одним из выходовдатчика тока, а база соединена сосредней точкой делителя напряжения,состоящего из двух сопротивлений 1. Недост атком. данного устройства является зависимость тока срабатывания защиты от величины выходного напряжения, а также. большой ток к.з.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор напряжения с защитой, содержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого соединена с выходом усилителя обратной связи, входами соединенного с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, блок защиты от перегрузки, состоящий из датчика тока, включенного между эмиттером регулирующего транзистора ивыходным выводом, делителя напряжения, включенного между эмиттером реЦель изобретения - повышение эффективности защиты путем обеспечения неизменного порога срабатывания, защиты при регулировке выходного напряжения вплоть до нуля и снижениятока к.з. Поставленная цель достигается тем,что в стабилизаторе напряжения с защитой, содержащем последовательныйрегулирующий транзистор, усилитель обратной связи, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, а входы соответственно подключены к делителю выходного напряженияи источнику опорного напряжения,блок защиты от перегрузки, состоящийиз датчика тока, включенного между 15 20 25 эмиттером регулирующего транзистораи выходным выводом, делителя .напряжения, включенного между эмиттеромрегулирующего транзистора и общейшиной, шунтирующего транзистора,подключенного коллектором к базерегулирующего транзистора, а эмитте-.ром - к выходному выводу узла смещения порога срабатывания защиты, впоследний введены сравнивающий и развязывающий операционные усилители,делитель напряжения смещения и вспо-могательный источнйк опорного напряжения, причем выход сравнивающего операционного усилителя соединенс базой шунтирующего транзистора,а входы соединены со средними выводами делителя напряжения блока защиты и делителя напряжения смещения, кото"рый подключен через развязывающийоперационный усилитель к последовательно и согласно соединенным регулируемому источнику опорного напряжения стабилизатора и вспомогательному источнику опорного напряжения,точка соединения которых подключенак выходному выводу.На фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизатора напряжения с защитой; на фиг. 2 - нагрузочные характеристики. в относительных величинах.Стабилизатор содержит последовательный регулирующий транзистор 1,усилитель 2 обратной связи, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора 1, делитель 3 выходного напряжения, подключенныйсредней точкой к одному из входов усилителя 2 обратной связи, источник 4 опорного напряжения, подключенныйк другому входу усилителя 2 обратной связи, блок защиты от перегрузок,состоящий из датчика 5 тока, включенного между эмиттером регулирующего транзистора 1 и выходным выводом стабилизатора, делителя 6 напряжения, включенного между эмиттером регулирующего транзистора 1 и общей шиной стабилизатора, шунтирующеготранзистора 7, подключенного коллектором к базе регулирующего транзистора. 1, а эмиттером - к выходному выводу стабйлизатора. Узел вмещения блока защиты состо-,ит из сравнивающего операционногоусилителя 8, подключенного своимвыходом к базе шунтирующего транзис5 о Из приведенчто соотношений видно 3 11282 тора 7, один из входов усилителя 8 соединен со средней точкой делителя 6 напряжения, развязывающего операционного усилителя 9 и вспомогательного источника 10 опорного напряже ния. Средняя точка делителя 11 напряжения смещения подключена к второму входу усилителя 8. Точка соединения источников 4 и 1 О опорного напряжения подключается к выходному выводу. 0Стабилизатор работает следующим образом.гВ нормальном режиме работы до момента превышения тока нагрузки заданного порогового значения блок за щиты от перегрузок не .оказывает влияния на работу стабилизатора, шунти.рующий транзистор 7 закрыт напряжением усилителя 8. При возрастании тока нагрузки возрастает падение на пряжения на датчике 5 тока, соответственно возрастает напряжение на делителе 6 напряжения. При достижении напряжением с делителя 6 напряжения, поступающего на один иэ входов срав" 25. нивающего операционного усилителя 8, величины напряжения на другом его входе, формируемого из величин напряжений источника 4 опорного напряжения и вспомогательного источника 3 ф 10 опорного напряжения посредством развязывающегб .операционного усилителя 9 и делителя 11 напряжения смещения , напряжение на выходе сравнивающего операционного усилителя 8 меняет знак, открывает шунтирующий транзистор 7, который начинает оказывать шунтирующее влияние на управляющий переход регулирующего транзисто 36Таким образом, величина напряжения Ов общем случае равнагде Ки К - соответствующие коэффициенты передачи.Изменение напряжения источника 4 опорного напряжения связано с изменением выходного напряжения стабили; затора соотношением Вых 5 ол 2=К 0где К- коэффициент деления делителя4 выходного напряжения, и компенсирует зависимость от выходного напряжения в условии срабатывания блока защитыО= О -.кО =1 Р -к 0 -1 ЙОл 1 2 ол 2 н Ь о 1( ВЫк н 4 Следовательно, условием компенсации является следующее соотношение( 2 о 3.К иК -КВ таком случае условие срабатывания защиты имеет видК Ц =К,(1-й,) . Таким образом, ток срабатывания .1СР не зависит от выходного напряжения и равенК ООП 1й,(1-,(НсоТогда для предельного случая работы блока защиты (режима к.з.) ток равенреходий раб в режим ой блока в общ ством случае45 и н ) равнения в усили дел ениния,Напряжение О формируется из напряжений источника 4 опорного напряжения Ои вспомогательного источника 10 опорного напряжения Оо. Стабилизатор п работы, определяем защиты. Условие работы записывается равеО 1 Й КОде О - напряжение м из вход эффициент 6 напряж на оделя 8; делите 1 кз (1 сРвБлок защиты обеспечивает при изменении сопротивления нагрузки вплоть до к.з. уменьшение выходного напряжения и тока, а при снятии аварийной .нагрузки за счет наличия тока к.з. - возвращение схемы в исходное состояние.Положительный эффект в предложенном стабилизаторе достигается за счет изменения схемы узла смещения блока защиты, позволяющей сформировать нагрузочные характеристики стабилизатора с постоянным током срабатывания во всем диапазоне изменения выходного напряжения вплоть до нуля и не имеющие ограничений на величину тока к.з.1128236 бган и Составитель В.Есинедактор Р.Цицика Техред И. Асталоа ректор А.О лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная каз 9061/36 Т ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Ж-ЗфЦю ИЪу ., 4 а.юаюСйЫх. аж 841 Подписноетвенного комитета СССРретений и открытийРаушская наб., д. 4/5