Стабилизатор постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ьо С 05 Г с ОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ о диодов подключены к неинвертир щему входу усилителя постоянноготока, источник опорного напряжения,подключенный к общей шине, конденсатор, включенный между среднейточкой делителя входного напряженияи общей шиной, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности защиты при коротком замыкании и перегрузках по току на выходе при работе с любойнагрузкой и регулируемом стабилиз -рованном напряжении, в него введенконденсатор, четвертый диод, резистор и нелинейный элемент, причемодин вывод конденсатора соединенс выходным выводом, а другой еговывод - с одним из выводов нелинейного элемента, анодом первого диодаи катодом четвертого диода, анодкоторого и неинвертирующий входусилителя постоянного тока соединены с одним из выводов резистора,другие выводы нелинейного элементаи резистора подключены к источнику и ы с с порного напряжени ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт автоматики АН Киргизской ССР(53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Мс 340034, кл . Н 02 М 3/ 155, 1970.2. Авторское свидетельство СССР В 819904, кл. Н 02 М 3/155, 1979. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент, включенный последовательно в силовую шину,. к управляющей цепи которого подключен выход усилителя постоянного тока, диоды, катод первого диода подключен к выходному выводу, анод второго диода подключен к средней точке потенциометра, включенного параллельно выходным выводам, анод третьего диода подключен к средней точке резистивного делителя входного напряжения, катоды второго и третьеУ . с1 114923Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствампреобразования постоянного токав постоянный.Целью изобретения является повы 5шение надежности защиты при коротком замыкании и перегрузках по токуна выходе при работе с любой нагрузкой и регулируемом стабилизированном напряжении. 1 ОНа чертеже представлена схемастабилизатора постоянного напряжения.Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент1, усилитель 2 постоянного тока,нормально замкнутый диод 3, ускоряющий конденсатор 4, нормальнозамкнутый диод 5, нелинейный элемент6, резистор 7 обратной связи, стабилитроны 8 и 9, диоды 10 и 11,резистивные делители 12 и 13, конденсатор 14, включенный между средней точкой резистивного делителя12 и 13 и общей шиной питания, ипотенциометр 15, включенный междушинами стабилизированного налряжения,Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.Б момент подачи напряжения пита 30ния на стабилизатор на его выходестабилизированное напряжение равнонулю, и, следовательно, напряжениена конденсаторах 4, 14 и 16 такжеравно нулю. Однако напряжение пита- Иния на усилитель 2 постоянного токаподается. Величина его определяетсяпадением напряжения на стабилитро нах 8 и 9, Диоды 3, 10 и 11 закрываются, и на вход усилителя 2 посто- фянного тока поступает напряжение,.равное нулю, Через нелинейный элемент 6 начинается заряд конденсатора 4 до величины потенциала,достаточного для открытия диода 3.На неинвертирующий вход усилителя 2постоянного тока со стабилитрона9 поступает напряжение, величинакоторого определяется падениемнапряжения на открывшемся диоде 5.При этом на выходе усилителя 2 постоянного тока получим усиленнуюположительную разность напряжений,поданных на входы усилителя 2 постоянного тока. Этот потенциал подается на базу составного транзистора регулирующего элемента 1,в результате чего последний открыт 2 2По мере заряда конденсатора 16 нагрузки происходит увеличение напряжения на неинвертирующем входе усилителя 2 постоянного тока до тех пор, пока напряжение на выходе стабилизатора не станет равным напряжению, подающему на стабнлитроне 9. На инвертирующем входе также возрастает напряжение, которое поступает с выхода стабилизатора через делитель напряжения на потенциометре 15. Так как напряжение на неинвертирующем входе возрастает быстрее, чем на инвертирующем, то в начальный момент стабилизатор через конденсатор 4 и открытый диод 5 охвачен положительной обратной связью. Это приводит к тому, что на выходе усилителя 2 постоянного тока максимальное положительное напряжение, которое и позволяет через регулирующий элемент 1 быстро зарядить конденсатор 16. При этом закрывается диод 5, и цепь положительной обратной связи отключается, а дальнейшее увеличение напряжения на конденсаторе 16 нагрузки определяется только разницей между задаваемой величиной напряжения на стабилитрсне 9 и напрякением, снимаемым через диод 10 с делителя на потенциометре 15. При равенстве этих напряжений стабилизатор работает в режиме стабилизации. Так как постоянная времени заряда конденсатора 14 через резисторы 12 и 13 больше постоянной времени заряда конденсатора 6 нагрузки, то диод 11 при подключении питания к стабилизатору закрывается, и цепь делителей на резисторах 12 и 13 участия в работе стабилизатора не принимает. После выхода на режим стабилизации конденсатор 16 нагрузки находится под высоким напряжением, а ускоряющий конденсатор 4 заряжаются через нелинейный элемент 6 до напряжения, равного разности, напряжений выходного и опорного со стабилитрона 9. Диоды 3 и 5 находятся в закрытом состоянии, так как напряжение на выходе стабилизатора больше опорного. Диод 11 закрыт, так как напряжение с делителя иа потенциометре 15 больше напряжения на конденсаторе 14 с делителя на резисторах 12 и 13,В случае возникновения иа выходной шине возмущения по напряжению, последнее подается через ускоряющий конденсатор 4 на нелинейный элемент1149236. И если величина этого возмущения достаточна для того, чтобы протекающий через нелинейный элемент 6 ток переэаряда ускоряющего конденсатора 4 обеспечил падение напряжения до величины, которая откроет диод И, на резисторе 7 падает напряжение, которое плюсом приложено к источнику опорного напряжения - стабилитрону 9, а минусом - к неинвертирующему 1 О входу усилителя 2 постоянного тока, В результате этого на его выходе на-., пряжение уменьшается, что, в свою очередь, уменьшает напряжение на эмиттере составного транзистора регу лирующего элемента 1. Это уменьшение опять передается через ускоряющий конденсатор 4 и диор И на неинвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока и т.д, Вызванный таким образом 20 лавинообразный процесс приводит к закрытию регулирующего элемента 1. По мере разряда ускоряющего конденсатора 4 через резистор 7 и диоды И и 3 потенциал на выходе стабили затора становится ниже, чем опорное напряжение, в результате чего открывается диод 3, и к неинвертирующему входу усилителя 2 постоянного тока оказывается приложенным ноложитель- ЗО ной полярностью напряжение, подающее на диодах 3 и И за счет тока стабилитрона 8. Так как это напряжение ниже напряжения, поступающего с делителя на резисторах 12 и 13 через диод 11 на инвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока, на его выходе низкий потенциал, и составной трензистор 1 останется закрьггьм. Для ввода стабилизатора в действие необходимо произвести его повторное включение. К срабатыванию защиты приводят возмущения отрицательной г 4полярности, которые имеют место в - случае короткого замыкания.Для обеспечения защиты от пере - грузок по току необходимо, чтобы постоянная времени заряда конденсатора 4, определяемая величиной емкости конденсатора 4 и сопротивлением нелинейного элемента 6, в момент подачи напряжения питания на стабилизатор была значительно меньше постоянной времени разряда этих же элементов в момент срабатывания защиты. Элементом, обеспечивающим выполнение такого условия, может быть, например, диод, анод которого подключен к конденсатору 4, а катод - к аноду стабилитрона 8, Тогда в момент подачи напряжения питания на стабилизатор заряд конденсатора 4 будет проходить через открытый диод 6,когда его сопротивление минимально, При уменьшении выходного напряжения, хотя и медленно, диод 6 закрывается, и его сопротивление становится максимальным, открывается диод И, и изменение выходного напряжения передается на инвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока, что приводит к срабатыванию защиты.Величина броска тока при коротком замыкании на выходе определяется уровнем открытия диода И и величиной сопротивления .нелинейного 1 элемента 6 и не зависит от величины выходного напряжения, в то время как в известном устройстве срабатывание защиты происходит при уменьшении выходного напряжения до уровня, меньшего опорного, т.е. чем выше выходное напряжение, тем больше время срабатывания защиты, а значит, и больше вероятность теплового пробоя регулирующего элемента.1