Стабилизатор постоянного напряже-ния

сСоюз СоветскикСоциалистическикРеспублик ИДЕТ ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ авт. свид-в нитель.76 анвлено 01.0 2341704/24 М. К 6 05 1/58 присоединением заявки ЯГ 2574313/24-0723) Приоритет ударстввккыб квмктвт вам изебрвтвиийк еткрытнй 1 е Бюллетень,лв 26 публиковано 15. 07 УДК 621. 316. .722.1(088.8) ванна описания 20.07 та опубли) Заявитель СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯН Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вустройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры.Известны стабилизаторы постоянного3напряжения с защитой от перегрузок икоротких замыканий 1 1 и 2),Однако устройства имеют сложнуюсхему и не обеспечивают защиту регулирующего транзистора в начальный мо 10мент короткого замыкания в цепи нагрузки стабилизатора из-за тепловойинерции греющего элемента и термодатчика.Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является стабили 1 бзатор постоянного напряжения, содержащий связанныи с регулирующим транзистором пороговый элемент на транзисторе и термодатчик,имеющий тепловую связь с греющим резистором, одиниэ зажимов которого соединен с цепью,нагрузки стабилизатора 3 1.Это устройство обладает тепловойинерционностью. Инерционность (тепловая постоянная времени) греющих эле"ментов и термодатчиков известных устройств составляет более двухсекунд,Поэтому при коротком замыкании в цепинагрузки стабилизатора до появлениясигиалст тепловой. перегрузкй, вырабатываемого термодатчиком, и срабатывания защиты через регулирующий транзистор протекает ток короткого замыкания. В результате чего на регулирующемтранзисторе выделяется избыточная мощность, Избыточная мощность будет тембольше, чем меньше величина внутреннего сопротивления питающего выпрямителяи сопротивления токовых шин стабилизатора. При минимальных величинахуказанных сопротивлений избыточнаямощность значительно превышает номи- .нальную мощность регулирующего транзистора,.так как в этом случае токкороткого замыкания, протекающий через регулирующий транзистор, имеетмаксимальную величину. Избыточная мощность, выделяемая на,регулирующем8473 траызисторе в течение времени, равного тепловой постоянной времени гре.ющего элемента и термодатчика, снижает надежносТь стабилизатора. Надежность стабилизатора, снабженного известным устройством защиты, значительно снижается в тех случаях, когдачасто происходят короткие замыкания ивключение стабилизатора производитсяна короткозамкнутую нагрузку, напри" 10мер при проведении экспериментальныхработ.Недостатком известного устройстваявляется также низкая его чувствительность и точность работы, Низкая 15чувствительность обусловлена тем, чтодля срабатывания порогового элемента требуется относительно большой сигнал, вырабатываемый термодатчиком на диоде. Для получения необходимого сигнала, от 0 которого срабатывает пороговый элемент, необходима высокая температура разогрева териодатчика на диоде, следовательно, требуется большая перегрузка по току регулирующего транзистора. 25 Низкая точность работы защиты заключается в том, что термодатчик известного устройства на изменение температуры регулирующего транзистора Реагирует косвенным путем, т.е. через грею щий элемент, выполненный на резисторе, включенном параллельно регулирОующему транзистору стабилизатора. Все это приводит к снижению надежности стабилизатора. Кроме того, греющий элемент, 35 ,выполненный на резисторе, включенном параллельно коллекторно"эмиттерному переходу регулирующего транзистора, шунтирует регулирующий транзистор и тем самым влияет на работу стабили затора напряжения.Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора путем расширения и улучшения функциональных возможностей защиты.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения транзистор порогового элемента одним силовым электродом, через вновь введенный элемент связи, под ключен к точке соединения регулирующего транзистора с входным выводом стабилизатора, а другим - через термодатчик - к точке соединения греющего резистора с другим входным вы водом стабилизатора, причем точка соединения другого зажима греющего резистора с цепью нагрузки, через 02 авновь введенный вспомогательный термодатчик на резисторе с положитель-ным температурным коэффициентом, под" ключена к базе транзистора порогового элемента, при этом пороговый элемент и вспомогательный термодатчик имеют тепловые связи с регулирующим транзистором и греющим резистором соответственно.На чертеже представлена принципиа- льная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.Стабилизатор содержит пороговый элемент на транзисторе 1, имеющий тепловую связь с регулирующим транзистором 2 и подключенный коллектором к элементу связи - к обмотке электромагнитного реле 3, термодатчик, на полупроводниковом, диоде 4 и вспомогательный термодатчик на резисторе 5, имеющие тепловые связи с греющим резистором Ь (на чертеже тепловые связи показаны стрелками ).Реле 3 используется в качествеэлемента связи, Связь с регулирующимтранзистором осуществляется как по цепи коллектора, так и по управляющему входу. Для осуществления связи по управляющему входу необходимо между эмиттером и базой регулирующего транзистора включить размыкающий контакт реле (на чертеже показана связь по цепи коллектора). При необходимости вместо реле 3 используется тиристор, подключенный управляющим электродом к коллектору транзистора 1, Транзистор 1 выполняет функции порогового элемента и термодатчика, греющим элементом которого является регулирующий транзистор 2, Полупроводниковый диод 4 служит для формирования запирающего напряжения и одновременно выполняет функции термодатчика. Резистор б предназначен для выделения дополнительного сигнала тепловой перегрузки регулирующего транзистора 2. Резистор 6 вы" рабатывает сигнал перегрузки по току и используется в качестве греющего элемента для диода 4 и резистора 5. Величина сопротивления резистора 6 выбрана такой, чтобы при нормальных условиях эксплуатации защита срабатывала при полуторакратной перегрузке, происходящей в течение не более 15 мс. Такой порог срабатывания защиты необходим для работы стабилизатора в повторнократковременном (импульсном) режиме, например при работе на емкостную нагру"зку, и регулируется путем иэмененйя лектора и обратный ток коллектовеличины сопротивления резистора 6. ра транзистора ла 1 деличиваются.Конструктивно резистор 6 выполнен При этом напряжение Ч, выделяемое на в виде цилиндрической катушки, намо- резисторе 5 от протекания обратного таиной манганиновым проводом вплот-тока коллектора, также увеличивается. ную (виток к витку), с диаметром Это напряжение .суммируется с напряжепровода 0,5-3 мм (зависит от величины кием Ч, в результате чегоскгнал пеноминального тока стабилизатора), а регрузки увеличивается. При достижевнутренний диаметр катушки 10+2 мм. нни температуры регулирующего транВнутри катушки (параллельна ее оси) 1 о зистора 2 определенного значения, при размещены диод 4 и резистор 5, в ре- котором суммарный сигнал перегрузки эультате чего обеспечивается достаточ- достигает порога срабатызания защиты, но эффективная тепловая связь, так . транзистор 1 открывается и происходит как внутри катушки получается равноме- выключение стабилизатора. рное тепловое поле, а поверхность те- Нплового контакта диода и резистора с Таким образом, данное техническое источником тепла увеличивается. Кату" решение расширяет и улучшает ФункМошка имеет минимальную массу и тепло- нальные возможности известного успозволяет по емкость, что позволяет получить мини- тройства и, тем самым, позвол етя. мальную инерционность греющего элемен-уо высить надежность стабилизатора напрята. жения. Кроме того, оно исключает вли"Тепловая связь транзисторас ре- яние греющего элемента на работу стагулирующим транзистором 2 осуществля" билизатора.ется путем соединения их корпусов через изоляционную теплопроводящую прокладку, например через Фторопластовую формула. изобретения пленку тоюпциной 30 мк.Стабилизатор работает следующим Стабилизатор постоянного напряжеобраэом. ния содержащий связанный с регуеВВ нормальном режиме транзистор 1 ЗО рующим транзистором пороговый элепод действием запирающего напряжения мент иа транзисторе и термодатчик, Ч закрыт и реле 3 обесточено. Напри- имеющий тепловую связь с греющимжение на вспомогательном термодатчике резистором, один из зажим ро3 закрыт и р9 Оь которогопримерно равно нулю. Через размы- соединен с цепью нагрузки стабилнэакающий контакт 7 входное напряжение зз тора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, Чподается на стабилизатор. При пе- что, с целью повышения надежностирегрузке, когда ток нагрузки превышает стабилизатора путем расаирения. и улуч-. ток срабатывания защиты, на рщиты на резисторе щения Функциональных возможностейзащиты, в нем транзистор порогового б выделяется напряжение перегрузки Чпод действием которого транзистор 1 46 элемента одним силовым электродом, открывается и реле 3 срабатывает, через вновь введенный элемент связй,При срабатывании обмотка релеа реле 3 подключен к точке соединения регулиФ через размыкающий контакт вк8 ключает- рующего транзистора с входным выво ся на самопитание и одновременно выклю- дом стабилизатора, а другим - через чается стабилизатор, осле устр еП у транения ФЗ термодатчик - к точке соединения греперегруэки необходимо снять входное ющего резистора с другим входным вынапряжение и снова его подать. При водом стабилизатора, причем точка соединения другого зажима греющего реперегрузке, при которой величина напряжения ЧП не достигает порог рает порога сра- зистора с цепью нагрузки, через вновь батывания защиты, происходит разогревазогрев 56 введенный вспомогательный термодатчикего транэис- на. резисторе с положительным темпера- резистора 6 и регулирующего транзистора 2. Вследствие тепловой связи ным коэффициентом, подключена кором 6 базе транзистора порогового элемента, диода 4 и резистора 5 .с резисторомо а 1 с регу-при этом пороговый элемент и всдомои тепловой связи транзисторали щим транзистором 2, напряженнн Ы гательный термодатчик имеют тепловые Ч и Ч (напряжение на переходе эмит- связи с регулирующ рс ег ли им транзисто" тер-база транзистора 1) уменьшаются, .ром и греющим ре езистором соответа сопротивление резистора 5, ток кол847302 Составител Техред А.А Ситко тор Т.Гыршк орректор С.Корниеик писное Заказ 5498/7 5 Тираж 940ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб лиал ППП "Пандект", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 378820, кл. 6 05 Г 1/56, 1970.