Стабилизатор постоянного напряжения

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ 6 Ю 068 Соав Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01.11;76 (21 416083 2 1. Кл.з Ст 05 Е 1/5 кис присоединением Государственный комит(45) Дата опубликования описания 28.02.7 53) УДК 621,316.722,(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕН е относится к электротехник промышленной радиоэлекожет найти применение в устктропитания узлов автоматиельной техники и средств стабилизатор напряжения, соегулирующий элемент на сонзисторе и устройство защиты, е измерительный резистор, в общую шину стабилизатора известного устройстувеличению выходабилизатора и уменьОднако применениева защиты приводит кного сопротивления стшает КПД.Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенный в выходную шину составной регулирующий элемент, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, входами подключенные к соответствующим выходным выводам, и блок для защиты, выполненный в виде триггера на двух тразисторах разора.Целью изобретенияадеж ности.Поставленная цельстабилизаторе постодержащем последоввыходную шину состлемент, управляющеый к выходу усилите является повышение, что ения, нный ощий ючендостигается тем оянного напряж ательно включе авной регулиру и цепью подкл ля постоянного Изобретенке, а именнотронике, и мройствах элки, вычислитсвязи.Известендержащий рставном траиспользующевключенный ного типа проводимости с резисторами в коллекторных цепях, причем база второго транзистора через первый резистор ооратной связи подключена к коллектору первого транзистора и через второй резистор обратной связи к общей шине, а эмиттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей из шин стабилизатора 2).Блок защиты этого стабилизатора имеет недостаточно высокую надежность из-за своей сложности, а также транзисторы триггера после срабатывания находятся в состоянии насыщения, а для работы стабилизатора они должны быть закрыты, для чего, после устранения перегрузки необходимо кратковременно отключить источник питания (выпрямитель) от стабилизатора, что при больших токах нагрузки требует мощные контактные устройства, а это увеличивает вес и габариты Стабилизатора и уменьшает надежность работы стабилизаКТ 9бТ 9 входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения, входами подключенные к соответствующим выходным выводам, и блокам для защиты, выполненный в виде триггера на двух транзисторах разного типа проводимости с резисторами в коллекторных цепях, причем база второго транзистора через первый резистор обратной связи подключена к коллектору первого транзистора и через второй резистор обратной связи к общей шине, а эмиттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей из шин стабилизатора, новым является то, что эмиттер согласующего транзистора регулирующего элемента через переход база - эмиттер первого транзистора триггера соединен с выходным выводом стабилизатора и через дополнительно введенный ограничивающий резистор с резистором в коллекторной цепи второго транзистора триггера, база которого через дополнительно введенные резистор и контакты пусковой кнопки соединена с входным выводом стабилизатора, причем согласующий транзистор регулирующего элемента имеет противоположный тип проводимости по отношению к силовому транзистору регулирующего элемента, кроме того, между общей шиной стабилизатора и коллектором второго транзистора триггера дополнительно включен конденсатор.На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на силовом 2 и согласующем 3 транзисторах, управляющая цепь регулирующего элемента 1 подключена к выходу усилителя постоянного тока 4, входом соединенного с выходом сравнивающего блока 5, выходы которого подключены к выходам делителя выходного напряжения б и источника опорного напряжения 7, блок для защиты 8, выполненный в виде триггера на двух транзисторах 9, 10 с резисторами 11, 12 в коллекторных цепях, причем база транзистора 10 через резистор обратной связи 13 подключена к коллектору транзистора 9 и через резистор обратной связи 14 к общей шине, кроме того, эмиттер согласующего транзистора 3 через дополнительно введенный ограничивающий резистор 15 соединен с резистором 12 в коллекторной цепи транзистора 10, база которого через дополнительно введенные резистор 16 и контакты пусковой кнопки 17 соединена с выходным выводом стабилизатора, а между общей шиной стабилизатора и коллектором транзистора 10 дополнительно включен конденсатор.Стабилизатор работает следующим образом,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Для включения стабилизатора после подачи напряжения на его вход замыкаются контакты пусковой кнопки 17 и напряжение с входа стабилизатора через резистор 1 б поступает на базу транзистора 10 и открывает его, что приводит к увеличению тока эмиттера согласующего транзистора 3 до величины, определяемой резистором 15, а так как ток коллектора согласующего транзистора 3 является базовым током силового транзистора 2, то с открыванием транзистора 3 откроется и силовой транзистор 2, т. е. откроется регулирующий элемент 1. После этого на выходе стабилизатора появится напряжение, которое будет быстро расти, и когда оно превысит напряжение источника опорного напряжения 7, начнет работать усилитель постоянного тока 4, с ростом выходного напряжения будет уменьшать напряжение на базе согласующего транзистора 3, т. е. на эмиттере этого транзистора, а когда выходное напряжение превысит напряжение на эмиттере согласующего транзистора, т. е. замкнет цепь отрицательной обратной связи усилителя постоянного тока 4, рост выходного напряжения стабилизатора прекратится. Через открытый транзистор 9 напряжение с выхода стабилизатора через резистор обратной связи 13 поступит на базу транзистора 10 и будет поддерживать его в открытом состоянии, т. е. стабилизатор включится и при дальнейшей нормальной работе стабилизатора транзисторы 9 и 10 триггера блока для защиты находятся в состоянии насыщения и на качественные характеристики стабилизатора не влияют.При перегрузке или коротком замыкании ток эмиттера согласующего транзистора 3, протекающий через резистор 15, увеличивается, а ток базы транзистора 9 уменьшается, так как он,протекает через тот же резистор, а сумма токов, протекающих через резистор 15, постоянна ввиду псстоянства напряжения на выходе стабилизатора при токе: где 1 - ток коллектора транзистора 9; т 9 - статический коэффициент усиления тока базы транзистора 9,Транзистор 9 закрывается, затем закрывается транзистор 10, т, е. срабатывает триггер блока для защиты 8,При изменении сопротивления резистора 15 будет меняться величина тока эмиттера согласующего транзистора 3, при которой закрывается транзистор 9, так как величина тока базы транзистора 9, при которой он закрывается, не зависит от сопротивления резистора 15, а определяется параметрами транзистора. Ток коллектора согласу. ющего транзистора 3 является базовымтоком силового транзистора 2, поэтому токнагрузки будет равен; тельно, ток силового транзистора не превысит тока нагрузки, при котором срабатывает блок для защиты 8, поэтому для уменьшения импульсной мощности емкость кон денсатора нужно брать минимально возможную. При вклю:ециц стабилизатора конденсатор быстро раз г, астдется через открытый транзистор 10 ц стабилизатор пе.рсходит в рабочий режим.10 При использовании предлохе .;Ого блока;ля защиты упрощается схема стдбцгНздтора ц не требуется для вкго сцця стабилизатора, прц бо Вшцх токах нагрузки, мощныс контактные усройствы, чго умень;. цЫст размеры ц вес стыбцлцздт,рдповышает надежцост в работт;Л 1;1, .": гора.н - габта1 та - ктз1 та а таК КаК У,=УТО Ун=Уэта таСледовательно, при изменении сопротивления резистора 15 будет меняться величина тока нагрузки, при которой срабатывает блок для защиты 8, т. е. резистор 15 выполняет две функции - определяет ток срабатывания блока для защиты 8 и является элементом обратной связи триггера, собранного на транзисторах 9 и 10. После срабатывания триггера блока для защиты 8 транзисторы 9 и 10 закрываю;С 51, эо приводит к тому, что сопротивление цепи эмиттера согласующего транзистора 3, образованного ограничивающим резистором 15 и переходом коллектор - эмиттер закрытого транзистора 10, резко увеличивается, при этом переход база в эмитт транзистора 9 исключает влияние нцзкоомной нагрузки на эту цепь. Увеличение сопротивления св цепи эмиттера уменьшает ток эмиттера практически до нуля, следовательно, ток базы силового транзистора 2 и ток нагрузки тоже падают до нуля, т. е.регулирующий элемент 1 закрывается.После устранения перегрузки ц;и короткого замыкания контакты пусковоц к;Оцкц 17 вновь замыкаются и стабилизатор снова включается в нормальный режим работы.При резких измецеццях тока нагрузки на выходе стабилизатора появятся импульсы, которые смогут вызвать срабатывание триггера блока для защиты 8 из-за высокой чувствительности транзистора 9 к таким импульсам, так как оци цриксЫдываются непосредственно к переходу база - эмиттер. Для исключения возможности срабатывания блока для защиты при импульсной нагрузке параллельно переходу коллектор в эмитт транзистора 10 (ил между коллектором транзистора 9 и общей шиной стабилизатора) включается конденсатор, а так как напряжение на конденсаторе не может изменяться мгновенно, то он задерживает срабатывание блока для защиты 8, при этом время задержки будет определяться емкостью конденсатора ц сопротивлением резистора 15.Бсличицд смеости кондсцсатора дОлжна быть небольшой, так как при перегрузке или коротком замыкании он будет заряжаться через резистор 15 и согласующий транзистор 3, а через силовой транзистор 2 во время заряда будет проходить импульс тока с амплитудой, равной Форы; ла изобретения 20 60 2. Стаоилцзатор по п. 1, о т л ц ч д ющи йся тем, что, с целью повышеия надежности в работе прц импульсной ца:р 1 зке, между общей шц Ой стаоцл за;ора ц коллектора второго транзистора триггера 05 дополнительно включс. Конденсатор. кта ЭТЗ Т 2 Но ток эмцттсра согласующсго трдцзц- тора ограничен резистором 15, следова 1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включсцньй в выходную шину составной регулрующцй элемент, управляющей цепью подключецный к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного с выходом сравнивающего блока, входы которого подключены к,выходдм делителя выходноо напряжения и источника опорного на:РЯХСЦ;Я, ВХОДЫЪ 1 Ц 1 ОДКЛЮ 1 ЕННЫС К СО.ответствующим выходным выводам, ц блок для защиты, выполненный в виде триггера на двух транзисторах разного типа прово- З- димости с резисторами в коллскторцых цепях, причем база второго тра зцстора через первый резистор обратной связи подклочена 1. кол;скторх первого транзистора и через второй резистор обратной связи к общей шине, а эмцттеры указанных транзисторов подключены к соответствующей из шцн стабилизатора, о т л ц ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, эмцттер согласующего транзистора регулц рующсго элемента через переход база -эмцттср первого транзистора триггера соединен с выходным выводом стабилизатора и через дополнительно введенный ограничивающий резистор с резистором в коллекторной цепи второго транзистора триггера, база которого через;ополнцтельно введенные резистор и контакты пусковой кнопки соединена с входным Выводом стабилизатора, причем согласующий транзистор регулирующего элемента имеет противоположный тип проводимости по отношению к силовому транзистору регулцруощего элемента.аказ 311/12 Изд,165НПО Поиск Государственного комите113035, Москва, ЖТираж 1014 Г 1 одписно СССР по делам изобретений и открытий Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова 7Источники информации,йринять 1 е во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР517886, кл. Ст О 5 Г 1/58, 1974,82, Авторское свидетельство СССР418845, кл, 6 05 Г 1/58, 1972,