Стабилизатор постоянного напряжения с защитой

(51)4 С 05 Р 1 569 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 1191901, кл, С 05 Р 1/571, 1985.Авторское свидетельство СССР 9 1136 136, клС 05 Р 1/569, 1985(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры, средств связи, автоматики и вычислительной техники. Цель - повышение надежности. Стабилизатор напряжения с защитой содержит последовательный регулирующий элемент 1 сусилителем обратной связи 2 и узелзащитына транзисторах 6, 9, 13.В качестве датчика тока используетсяпредохранитель 5. Уровень срабатывания защиты определяется током черезпредохранитель 5 и уровнем выходногонапряжения, который контролируется .компаратором 15При перенапряжениина выходе гарантируется выжиганиепредохранителя 5 цепью делитель 1112, транзистор 13. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры, средств связи, автоматики5 и вычислительной техники.Цель изобретения - повышение надежности работы источника питания и питаемой им аппаратуры.На фиг. 1 представлена структурная схема стабилизатора напряжения с защитой на фиг. 2 - один из вариантов выполнения стабилизатора.Стабилизатор содержит силовой регулирующий элемент 1 на транзисторе включенный последовательно в силовую шину, усилитель 2 обратной связи, включенный одним из входов к выходному выводу, другим входом - к источнику 3 опорного напряжения, а вы ходом через резистор 4 - к базе транзистора регулирующего элемента 1, предохранитель 5 (датчик тока перегрузки), к одному из выводов которого подключен транзистор 6 защиты, кол лектор которого через резистивный делитель 7 и 8 подключен к общей шине, средняя точка резистивного делителя 7 и 8.подключена к базе усилителя транзистора 9, конденсатор 10, 30 шунтирующий переход коллектор-эмиттер транзистора б, база которого подключена к средней точке резистивного делителя 11 и 12, входящего в состав каскада задания режима транзис 35 тора защиты, состоящего из транзистора 13 и токоограничивающего резистора 14, компаратор 15 аномального уровня, один вход которого подключен к источнику 16 опорного нап ряжения, другой вход - к выходному; выводу стабилизатора, выход компаратора через токоограничивающий резистор подключен к базе транзистора 13 (фиг. 2), резистор 17, компаратор 18 с источником 19 опорного напряжения, диоды 20 и 21.Стабилизатор напряжения работает следующим образом.Напряжение с выхода стабилизатора поступает на вход усилителя 250 обратной связи и вход компаратора 15 аномального уровня, где сравнивается с напряжениями, поступающими соответственно от источников 3 и 16 опорного напряжения. Усиленный сигнал рас 55 согласования с выхода усилителя обратной связи через ограничивающий резистор 4 поступает на базу регулирующего элемента 1 и оказывает на него управляющее воздействие таким образом, чтобы с заданной степенью точности стабилизировать выходное напряжение. В нормальном режиме работы транзистор б защиты и транзистор 13 задания режима закрыты и схема защиты не оказывает влияния на работу стабилизатора напряжения.При перегрузке или коротком замыкании напряжение на предохранителе - датчике 5, обладающем определенным сопротивлением, повышается, транзистор защиты открывается и через его переход эмиттер-коллектор происходит разряд конденсатора 10. Одновременно через резистивный делитель 7 и 8 и переход база-змиттер транзистора 9 протекает ток, транзистор 9 открывается и закрывает регулирующий элемент 1.При отклонении выходного напряжения стабилизатора от допустимых значений на выходе компаратора 15 аномального уровня Формируется напряжение положительной полярности, транзистор 13 открывается и через резистивный делитель 11 и 12 протекает ток, увеличивая напряжение, приложенное к переходу база-эмиттер транзистора 6 защиты эа счет добавочного напряжения на резисторе 11. Транзистор защиты открывается, далее процесс аналогичен описанному при перегрузке или коротком замыкании.Для обеспечения срабатывания устройства защиты при перенапряжении на выходе стабилизатора необходимо подсоединить выход стабилизатора к неинвертирующему входу компаратора 15 аномального уровня, источник 16 опорного напряжения - к инвертирующему входу компаратора.Для обеспечения срабатывания устройства защиты при "провалах" выходного напряжения стабилизатора необходимо соединить выход стабиливзатора с инвертирующим входом компаратора, источник опорного напряжения - с неинвертирующим входом.Для обеспечения срабатывания устройства защиты по обоим признакам, т.е. перенапряжению и "провалу" выходного напряжения необходимо включение в схему защиты двух компараторов, как показано на Фиг. 2, Диоды 20 и 21 предназначены для развязки. Компаратор 15 Формирует сигнал отка 1476451за при появлении перенапряжения на выходе стабилизатора, компаратор 18 формирует сигнал при "провале" выходного напряжения стабилизатора.В ряде случаев перенапряжение на5 выходе стабилизатора может быть обусловлено пробоем регулирующего элемента, В этом случае необходимо обеспечить выжигание предохранителя для предотвращения выхода из строя элементов нагрузки. Гарантированное выполнение этой задачи обеспечивают введенные каскад задания режима тран и с т Ор а 3 а щи ты у Вып Ол н е н ный на р е зистивном делителе 11 и 12, транзисторе 13, компаратор аномального уровня, выполненный на компараторе 15, резисторе 14, источнике 1 б опорногонапряжения. При этом резистивный делитель 11 и 12 должен быть низкоомным с учетом энергоемкости предохранителя 5.Таким образом, предлагаемое устройство защиты обеспечивает полную и надежную защиту элементов стабилизатора и элементов нагрузки.Формула изобретения30Стабилизатор постоянного напряжения с защитой, содержащий последовательно включенные в силовую шину предохранитель и силовой регулирующий элемент иа транзисторе, усилитель обратной связи, включенный одним из ВХОДОВ к ВыхоДномУ Выводуу ДРУ гим входом - к источнику опорногонапряжения, а выходом - к базе транзистора регулирующего элемента иколлектору усилительного транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, транзистор защиты, эмиттер которого подключен к входному .выводу, а коллектор - к одному извыводов первого резистивного делителя, другой вывод которого подключен к общей шине, а к его среднейточке подключена база усилительноготранзистора, конденсатор, шунтирующий переход эмиттер-коллектор, транзистора защиты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, в него Введены дополнительный источник опорного напряжения, компаратор и каскад задания режима транзистора защиты, состоящего из транзистора, второго резистивного делителя и токоограничивающегорезистора, причем один вход компаратора подключен к дополнительному источнику опорного напряжения, другойвход - к выходному выводу, выход компаратора через токоограничивающий резистор подключен к базе транзисторакаскада задания режима, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор - к одному из выводов второгорезистивного делителя, другой выводкоторого подключен к предохранителюи коллектору транзистора регулирующего элемента, средний вывод второгорезистивного делителя подключен кбазе транзистора защиты,1476451 едактор Ю. Сере КНТ СССР оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 10 ЗакаВНИИПИ оставитель ехред и, Ход 155/48 Тираж 789Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж,Баранович Корректор М.Самборска Подписноеетениям и открытиям пушская наб д. 4/5