Стабилизатор напряжения с защитой по току

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1374(5 и 4 С 05 Г 1/56 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ни ве 8)источник пи ованием.ТИ У 85-2178,тво СССР(57) Изобретение ротехнике и может при проектировани ников питания. Це ходной мощности п личения выходного тся к эле тиос быть использован ичных источ вьппение вынейного увеем ка при уменьшеОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Стабилизированныйтания с двойным регулиИнформационный листок1985.Авторское свидетельФ 1272323, кл, С 05 Р . и выходного напряжения. В устройстобеспечивается автоматическое обратно пропорциональное регулирование порога срабатывания защиты от токовой перегрузки при регулировании выходногонапряжения в широком диапазоне. Для этого в стабилизатор введены два резистора 11 и 12 и ин. вертирующий усилитель 15. Выходное напряжение регулируется путем изменения напряжения первого опорного источника 4, при этом порог срабатывания защиты зависит от этого напряжения линейно, так как вход введенного инвертирующего усилителя 15 подключен к выводу этого источника, а соотношение резисторов 12 и 11 определяет величину сигнала на втором входе операционного усилителя 7 блока защиты от перегрузки по току. ( 2 ил.1374208 при проектировании вторичных источников питания радиоэлектронной аппа 5ратуры.Цель - повышение выходной мощнос-.ти путем линейного увеличения выходного тока при уменьшении выходногонапряжения. 1 ОНа фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизатора; нафиг. 2 - его полные нагрузочные характеристики.Стабилизатор содержит последовательно соединенные регулирующийтранзистор 1 и датчик 2 тока, усилитель 3 обратной связи, выходом подключенный к управляющему входу регулирующего элемента. а одним из20входов - к первому источнику 4 опорного напряжения через делитель 5обратной связи, защитный транзисторб, подключенный к выходу операционного усилителя 7, первый и второй резисторы 8 и 9, второй источник 10опорного напряжения, третий, четвертый, пятый и шестой резисторы 11-14,инвертирующий усилитель 15, выходкоторого через резистор 14 соединенс вторым входом операционного усилителя 7, а вход - с первым выводомпервого источника опорного напряженияСтабилизатор работает следующим35образом,До момента срабатывания узла защиты стабилизатор находится в режиместабилизации выходного напряжения,при этом защитный транзистор 6 заперт напряжением с выхода операционного усилителя 7. При этом условиемданного режима является равенствонулю напряжения 11 на выходе делителя 5 обратной связи где 1 с 1 оо,2где 11 - напряжение первого источоп тника 4 опорного напряжения 350- коэффициент деления делителя 5 обратной связи.Следовательно,откуда Из условия, что 1 ор з О. учитывая,55 что О Поп с Поо тс полУчим Ус ловие, необходимое для расчетов: 1 с Поп,т 1 1 ПьюИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано 11 оп- 1) - 111 вью = Оэ При возрастании тока нагрузки двозрастет падение напряжения на, датчике 2 тока. При этом возрастаетнап- .ряжение Бт на первом входе операционного усилителя 7. При достиженииэтим напряжением напряжения 112 навтором входе операционного усилителя7 напряжение на его выходе меняетзнак на противоположный, открываетзащитный транзистор 6, который начинает шунтировать базоэмиттерный переход регулирующего, транзистора 1,уменьшая выходное напряжение и выходной ток. Стабилизатор переходит врежим работы узла защиты.%,Условие срабатывания узла защитыПт = Бг. При этом Ц 1 р К 1 с Б 1 с где К - сопротивление датчика 2 тогка;1 с, - коэффициент передачи напряжения на датчике 2 тока;коэффициент передачи напряжения 11 ,я 1 с 4 оп 2 13 1 Г 1 оп.тф коэффициент передачи напря.жения второго источника 10опорного напряжения;напряжение второго источни-,ка 10 опорного напряжениякоэффициент передачи напряжения, формируемого инвертирующим усилителем 15коэффициент передачи,инвертирующего усилителя 15,Учитывая, что в режиме стабилизации выходного напряжения напряжение11, 2 О, при условии большого коэффициента усиления усилителя 3 обратной связи условие срабатывания узла защиты запишется в видеср К 2 1 Ф оп 2 1 сэ 1 с олт 1 с Ф 11 оп.2 1 с ъ 1 оПоп. 1 с К т 2Из анализа выражения для 1 видно,что от величины напряжения Боо.определяющего напряжение Б,х, токсрабатывания 1 зависит линейно.При этом,если По, = О, Б= О,14 о оп,2оР ср. макс. 10 Поп,с оп 1 макс х Пьь.х П Вых,макс1 с 4 П оп,я 1 с 1 с 5БОп,1 максср ор. Мин15 Проанализируем работу узла защи ты с целью определения величины тока короткого замыкания.При работе узла защиты напряжение Б,О. При этом работа узла защиты определяется из того же условия Б = П . Учитывая ранее полученное выражение для Б, , получим.н К 211 + П1 14 Поп, 251- з 1 эПо,Сравнивая полученное ранее выражение ,р, с выражениемпри35 условии, что 1 всегда меньше единицы, видно, что при любых значениях 11,, т.е, при любых значениях вы - ходного напряжения Б , , отличных от нуляф .1к -рПри условии 40 Л оп,1 О дрых К 4 Поп 7 45 и равен х .р а Следовательно, хво всем диапазоне выходных напорряжений. 50Анализ выражения дляпоказывает, что для выполненияусловия 1 к. ) О необходимо Поп. макс55П оп. В соответствии с полученными выражениями на фиг. 2 показаны полные Тогда для условия короткого замыкания П ы = 0 ток короткого замыканияравен30 114 Поп,-(1+1 э 1 -К) акоп,4ик.ъ 1 с К4 нагрузочные характеристики, из которых видно, что при уменьшенйи выходного напряжения величина тока ор(максимального тока нагрузки стабилизатора) возрастает, т.е. увеличивается автоматически выходная мощность источника, а в режиме работыузла защиты при изменении нагрузкивплоть до короткого замыкания обеспечивается уменьшение тока и выходного напряжения, причем ток короткого замыкания меньше, чем ток срабатывания, что обеспечивает эффективную защиту стабилизатора, а наличиетока короткого замыкания обеспечивает возврат стабилизатора в рабочеесостояние при снятии перегрузки,Формула из о бр е тенияСтабилизатор напряжения с защитой по току, содержащий последовательно включенные в силовую шину регулирующий элемент и датчик тока, свободный вывод которого подключен к вводной клемме, усилитель обратной связи, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, первый вход - к выходной клемме, а второй вход - к выходу делителя напряжения, первый вход которого подключен к общей шине, а второй - к первому выводу первого источника опорного напряжения, второй вывод которого подключен к выходной клемме, операционный усилитель, первый вход которого через три резистора подключен соответственно к точке соединения датчика тока и регулирующего элемента, к второму входу усилителя обратной связи и к выходной клемме, а второй вход через четвертый резистор подключен к выходной клемме, транзистор защиты, база которого подключена к выходу операционного усилителя, коллектор - к выходу усили . теля обратной связи, а эмиттер - к выходной клемме, второй источник опорного напряжения, первый вывод которого подключен к выходной клемме, отличающийся тем, что, с целью повышения выходной мощности путем линейного увеличения выходного тока при уменьшении выходного напряжения, в него введены пятый и шестой резисторы и инвертирующий усилитель, вход которого подключен к первому выводу первого источника опорного напряжения, а выход через1374208 вод которого подключен к второму выводу второго источника опорного напряжения.1 пятый резистор - к второму входуоперационного усилителя и к первомувыводу шестого резистора, второй вы-. еще Сна аю СИ С ням Составитель Г.Мачавариани Техред А.Кравчук Коррек дактор И.Рыбче