Стабилизатор постоянного тока

(51)4 С 05 Р 1 56 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ектдиоовыГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) Ю,Н.Шуваев (53) 621-316,722,1 (088,8) (56) Авторское свидетельство ССР 1385126, кл, С 05 Г 1/569, 19 (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО Т (57) Изобретение относится к эл технике и может быть иснользовапри проектировании источников эропитания электротехнической и электронной аппаратуры различно назначения, Цель изобретения - шение надежности путем обеспече защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки, уменьшениевремени готовности к повторному включению. Поставленная цель достигаетсятем, что при понижении или при повы-.шении выходного напряжения открывается соответственно диод 1 О или 12,Конденсатор 14 начинает заряжаться,в результате транзистор 7 защитыоткрывается и закрывает регулирующийэлемент 1. Для возврата схемы в исходное состояние после устранениянеисправности необходимо на короткоевремя выключить, а затем повторновключить стабилизатор. 1 э.п,ф-лы,1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри проектировании источников электропитания электротехнической и радио 5электронной аппаратуры различногоназначения.Цель изобретения - повьшение надежности стабилизатора постоянноготока путем обеспечения защиты от 10повышения выходного напряжения иобрыва нагрузки, а также за счетуменьшения времени готовности к повторному включению.На чертеже изображена принципиальная схема стабилизатора постоянноготока,Стабилизатор постоянного тока со-.держит включенные в потенциальнуюшину последовательно соединенные 20транзисторный регулирующий элемент1 и датчик 2 тока нагрузки, а такжедифференциальный усилитель 3 постоянного тока, инвертирующий вход которого подключен к датчику 2 тока 25нагрузки, неинвертирующий вход соединен с положительным выводом основного источника 4 опорного напряжения, а выход подключен к управляющему входу регулирующего элемента 301, отрицательный вывод основного источника 4 опорного напряжения связанс потенциальным выходным выводом 5стабилизатора, вспомогательный источник 6 опорного напряжения, отрица 35тельный вывод которого также подключен к потенциальному выходному выводу5 стабилизатора, транзистор 7 защиты,база которого через первый 8 и второй 9 резисторы и первый диод 10подключена к средней точке первогоделителя 11 напряжения, включенногомежду положительным выводом вспомогательного источника 6 опорного напряжения и общей шиной стабилизатора, а через второй диод 12 - к сред 45ней точке второго делителя 13 напряжения, подключенного к выводам основного источника 4 опорного напряжения, или через второй диод 12 непосредственно к положительному выводу 50основного источника 4 опорного напряжения, а между общей точкой первого8 и второго 9 резисторов и эмиттеромтранзистора 7 защиты включен конденсатор 14 временной задержки, 55 Второй делитель 13 напряжения может быть также подключен к выводам вспомогательного источника 6 опорного напряжения, как показано на чертеже пунктиром.Третий делитель напряжения содержит резисторы 15 и 16 (показаны начертеже пунктиром), включенные междуположительным выводом вспомогательного источника 6 опорного напряжения и эмиттером транзистора 7 защиты,и развязывающий диод 17, причемсредняя точка третьего делителя напряжения через развязывающий диод 17подключена к конденсатору 14 временной задержки,Напряжение вспомогательного источника 6 опорного напряжения должно быть вышо, чем напряжение основного источника опорного напряжения 4, поэтому для уменьшения нестабильности тока нагрузки стабилизатора питание основного источника 4 опорного напряжения целесообразно производить от вспомогательного источника 6 опорного напряжения,Стабилизатор постоянного тока работает следующим образом.При нормальном режиме работы стабилизатора и выходном напряжении,находящемся в заданных пределах, напряжение, прикладываемое к анодампервого 10 и второго 12 диодов при помощи первого 11 и второго 13 делитетелей напряжения, устанавливаются такой величины и полярности, чтобыуказанные диоды были заперты, Напряжение, прикладываемое при этом к переходу база-эмиттер транзистора 7 защиты, равно нулю и он заперт,При понижении выходного напряженияниже установленного предела или прикоротком замыкании нагрузки потенциал средней точки первого делителя11 напряжения относительно потенциального выходного вывода 5 стабилизатора повышается, в результате чего первый диод 10 открывается, конденсатор 14 временной задержки начинает заряжаться, напряжение на базе транзистора 7 защиты относительноего эмиттера повышается и становитсяположительным, транзистор 7 защитыоткрывается, подзапирает резулирующийэлемент 1 и выходное напряжение стабилизатора уменьшается. Вследствиеэтого транзистор 7 защиты еще большеоткрывается, регулирующий элемент 1запирается, напряжение на базе транзистора 7 защиты еще больше увеличи-вается и происходит лавинообразноеопрокидывание" схемы, При этом транзистор 7 защиты полностью открыттоком, протекающим от вспомогательного источника 6 опорного напряжениячерез верхнее плечо делителя 11 напряжения, первый диод 10, первый 8и второй 9 резисторы, а регулирующий элемент 1 полностью закрыт, авыхОдное напряжение и ток нагрузкистабилизатора равны нулю,При повышении напряжения стабилизатора выше установленного пределаили обрыве нагрузки (холостом ходе)и выходе стабилизатора из режима 15стабилизации его ток нагрузки и напряжение на датчик 2 тока уменьшаются,потенциал эмиттера транзистора 7 защиты относительно потенциального вы -ходного вывода 5 стабилизатора понижается в то время, как потенциал средней точки второго резисторного дедителя 13 напряжения, застабилизированный при помощи основного источника 4 опорного напряжения, остается 25постоянным, Вследствие этого второйдиод 12 открывается, конденсатор 14временной задержки начинает заряжаться, напряжение на базе транзистора7 защиты относительно его эмиттераповышается и становится положительным; транзистор 7 защиты открывается,подзапирается регулирующий элемент1 и выходное напряжение стабилизатора уменьшается, Вследствие этоготранзистор 7 защиты еще больше от 35крывается, регулирующий элемент 1 запирается, напряжение на базе транзистора 7 защиты еще больше увеличивается и происходит лавинообразноеопрокидываниесхемы, как и в первом случае. При этом транзистор 7защиты полностью открыт током, протекающим от основного источника 4опорного напряжения через верхнее45плечо второго делителя 13 напряжения,второй диод 12, первый 8 и второй 9резисторы, а регулирующий элемент 1полностью закрыт и выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатораравны нулю, 50 Для возврата схемы в исходное состояние после устранения неисправности необходимо на короткое время выключить, а затем повторно включитьстабилизатор.Конденсатор 14 временной задержки шунтирует переход база-эмиттер транзистора 7 зашиты при переходных процессах и служит для предотвращения "опрокидывания схемы при включении стабилизатора, а также осуществляют задержку в выключении стабилизатора при кратковременных провалах или всплесках выходного напряжения, при кратковременных коротких замыканиях или отключениях нагрузки стабилизатора, Эта задержка в срабатывании защиты и выключении стабилизатора является неопасной и не увеличивает объем и массу стабилизатора, так как приводит только к кратковременному повышению мощности, выделяющейся на регулирующем элементе 1, Резисторы 8 и 9 предназначены для увеличения постоянной времени базового контура транзистора 7 зашиты и уменьшения емкости конденсатора 14 при выбранном времени задержки в срабатывании защиты, Указанные резисторы могут также отсутствовать. В этом случае база транзисторов 7 защиты подключается через первый 10 и второй 12 диоды к средней точке первого 11 и второго 13 делителей напряжения,Резисторы 15 и 16 третьего делителя напряжения и развязывающий диод 17 предназначены для разряда конденсатора 14 после срабатывания защиты и снятия питающих напряжений и уменьшения времени готовности стабилизатора к повторному включению.Сопротивления резистора 15 и 16 выбираются такими, чтобы при нормальном режиме работы стабилизатора развязывающий диод 17 был всегда заперт, При возникновении неисправности и срабатывании защиты конденсатор 14 заряжается, обеспечивая временную задержку в выключении стабилизатора, а после снятия питающих напряжений развяэывающий диод 17 открывается и конденсатор 14 разряжается через развязывающий диод 17 и резистор 6, причем постоянную времени разряда конденсатора 14 выбирают во много раз меньше постоянной времени его зарядаФормула изобретения1. Стабилизатор постоянного тока по авт,св, У 1385126, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от повышения выходного напряжения и обрыва нагрузки, в него введены два диода и второй резисторный делитель напряжения, подключенный к1479922 Составитель СГорбачеваТехред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец Редактор А.РевинЗаказ 2542/46 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 выводам основного источника опорного напряжения, причем второй резистор подключен к средней точке первого реэисторного делителя напряжения че 5 рез первый диод, а через второй диод - к средней точке второго реэисторногь делителя напряжения.2, Стабилизатор по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени готовности к пов торному включению, в него введеныразвязывающий диод и третий резисторный делитель напряжения, включенныймежду положительным выводом вспомогательного источникаопорного напряжения и змиттером транзистора защиты,причем средняя точка третьего резисторного делителя напряжения черезраэвязывающий диод подключена к конденсатору временной задержки,