Стабилизатор напряжения с защитой

О П И С А Н И Е ( )918942ИЗОБРЕТЕН Ияк двтовскомю свидетвльствю Сфе СоветеиииСоцидпиетичвеийкРвепубпии(22)Заявлено 18.10.77 (21) 2536385/24-07 (5 )М, Кл. с присоединением заявки М(23) ПриоритетС 05 Г 1/58 1 Ьвудвретееииый квмитвт ССОР в делам иэоеретений к втирытив(72) Авторы В Ланцов 54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯИЕНИЯ С ЗАЩИТ 2 опорныйвязи и с резисто емен миру лемент зисбратно ор 2 расширение фун стей защиты и по утем обеспечения Цель изобретения кциональных возможно вышения надежности и быстродействующей за зок по току и мощнос том и сигнализацией лирования выходного роких пределах, начи вольта, при минималь тов.щиты от перегрути с автовозврав условиях регунапряжезия в шиная от долей ном числе эл Изобретение относится к вторицным источникам питания для средствнаучного эксперимента, автоматики,вычислительной и измерительной техники и радиоэлектроники,Известен стабилизатор напряженияс защитой, содержащий регулирующийэлемент на транзисторе, усилительобратной связи и устройство защитыот перегрузок и коротких замыканийсостоящее из резистивнрго датчикатока перегрузки и вспомогательныхузлов 11.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является стабилизатор напряжения с защитой, содержащий последовательно включенный всиловую шину регулирующий элементна составном транзисторе, управляющей цепью подключенный к выходу усилителя постоянного тока, датчик токпороговый элемент, исполнительныйтранзистор, коллектором подключеннык управляющей цепи регулирующего тНедостатками известного стабилизатора с защитой являются отсутствие в нем совокупности таких необходимых качеств, как защита по току и мощнос ти при выходном напряжении, регулиру емом в широких пределах - от долей вольта и менее, сигнализация о перегрузках: автовозврат в рабочее состо яние после снятия нагрузки или ее3 91Поставленная цель достигаетсятем, что в стабилизаторе напряженияс защитой пороговый элемент выполненна двух транзисторах разного типапроводимости и последовательно соединенных светодиода и ограничительногорезистора, включенных между коллектором и эмиттером указанных транзисторов, причем эмиттер первого транзистора подключен к одному из выводов датчика тока,. другой вывод которого подключен к эмиттеру транзистора регулирующего элемента, .база первого транзистора через суммирующийрезистор подключена к эмиттеру транзистора регулирующего элемента непосредственно или через введенный датчик напряжения, шунтирующий его.эмиттерно-коллекторный переход, ачерез резистор обратной связи - кколлектору второго транзистора, база которого подключена к коллекторупервого транзистора, база-эмиттерный переход которого подключенпараллельно базо-эмиттерному переходу исполнительного транзистора,эмиттер второго транзистора подключен к введенному дополнительному источнику питания, к которому подключены усилитель постоянного тока иопорный элемент,Кроме того база первого транзис/тора порогового элемента через суммирующий резистор подключена к эмиттеру транзистора регулирующего элемента,На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого стабилизатора с защитой,Стабилизатор содержит последовательный регулируоций элемент 1 на транзисторах, управляющей целью подключенный к выходу усилителя 2 обратной связи, к входу второго подключены опорный элемент 3 и делитель 4 выходного напряжения, резисторную нагрузку 5, датчик 6 тока регулирующего элемента 1, датчик напряжения на стабилитроне 7 и резисторах 8 и 9, шунтирующий коллекторно-.эмиттерный переход транзистора регулирующего элемента 1, пороговый элемент на транзисторах 10 и 11 и светодиоде 2, исполнительный транзистор 3, эмиттер которого подключен к ограничительному резистору 14, а база к резистору 5 обратной связи и к суммирующему резистору8942 4 тока, но благодаря положительнойобратной связи, образуемой транзистором 10, транзистор 13 остается полностью открытым. Светодиод 12 начинает светиться давая сигнал о перегрузке коротком замыкании) и подго 35тавливая схему к автовозврату,После срабатывания защиты и последующего уменьшения оператором тока нагрузки до величины, меньшей ос 4 Отаточного тока или полного отключения резистора нагрузки 5 напряжениена датчике 6. тока исчезает и схемаавтоматически возвращается в исходное состояние.При увеличении напряжения на45участке эмиттер-коллектор транзистора регулирующего элемента 1 выше допустимой величины," напряжение. нарезисторе 9 открывает транзистор 11и происходит процесс, аналогичныйрассмотренному, Совместное действиедатчика 6 тока и датчика напряжениязащищает транзистор регулирующегоэлемента 1 по мощности,Таким образом, при перегрузках55 и коротких замыканиях на выходе, вызывающих перегрузку регулирующегоэлемента 1, осуществляется сигнализация и ток через регулирующий эле 5 1 О 15 и 25 16 и дополнительный источник 17 питания,Стабилизатор работает следующимобразом.При отсутствии перегрузок транзисторы 1 О, 11 и 13 заперты, светодиод 12 погашен, Если ток нагрузкичерез резистор 5 превысит допустимую величину, напряжение на датчике6 тока открывает транзистор 11, чтовызывает открытие транзистора 10.Одновременно через резистор 15 набазу транзистора 11 поступает напряжение положительной обратной связи,что вызывает полное открытие транзисторов 10 и 11, Транзистор 13, получающий на базу тот же управляющийсигнал, что и транзистор 11 такжеполностью открывается, соединяя базувторого транзистора регулирующегоэлемента 1 с его эмиттером и, такимобразом, запирая регулирующий элемент, что приводит к падению токачерез резистор 5 нагрузки до незначительной остаточной величины, которая предварительно устанавливаетсярезистором 15 обратной связи. Снижение тока нагрузки приводит к уменьшению напряжения на датчике 6ФФормула изобретения 5 9189мент 1 падает до весьма малой величины, которая предварительно устанавливается резисторами 15 обратной связи, что обеспечивает, защиту стабилизатора с повьицейной надежностью, 5В то же время, после срабатываниязащиты при снижении тока в нагрузкедо величины, меньшей остаточноготока, схема автоматически возвращается в исходное рабочее состояние,что повышает надежность и оператив-ность работы с стабилизатором,При установке резисторов 15 обратной связи достаточно малого значенияостаточного тока в большинстве случаев практически при любом напряжении на транзисторе регулирующего эле-мента 1,. последний не перегружаетсятакже и по мощности даже при коротком замыкании резистора 5 нагрузки. 20В этих случаях элементы 7-9 не требуются, .а суммирующий резистор 16соединяется непосредственно с эмиттером транзистора регулирующего элемента 1 (изображено пунктиром),.что 2 фприводит к дальнейшему повышению эффективности и надежности схемы.Предлагаемый стабилизатор, благодаря эффективной быстродействующей,защите по току и мощности от пере- . 30грузок и коротких замыканий, сигнализации и автовозврату в рабочеесостояние при минимальном числе .элементов имеет повышенную надежность итехникоэкономическую эффективность Зпрактически при любых пределах регулирования напряжения на нагрузке,начиная от долей вольта и ниже. Стабилизатор напряжения с защитой, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий эле- м мент на составном транзисторе уп- ф 42 6равляющий цепью подключенный к выходу усилителя гэстоянного тока, датчик тока, пороговый элемент, исполнительный транзистор, коллектором подключенный к управляющей цепи регулирующего элемента, опорный элемент, резистор обратной связи и суммирующий резистор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты и повышения надежности стабилизатора, пороговый элемент выполнен на двух транзисторах разного типа проводимости и последовательно соединенных светодиода и ограничительного резистора, включенных между коллектором и эмиттером указанных транзисторов, причем эмиттер первого транзистора подключен к одному из выводов датчика тока, другой вывод которого подключен к эмиттеру транзистора регулирующего элемента, база первого транзистора через суммирующий резистор подключена к эмиттеру транзистора регулирующего эЛемента непосредственно или через введенный датчик напряжения, шунтирующий его эмиттерно-коллекторный переход, а через резистор обратной связи - к коллектору второго транзистора, база которого подключена к коллектору первого транзистора, база-эмиттерный переход которого подключен параллельно база-эмиттерному переходу исполнительного транзистора, эмиттер второго транзистора подключен к введенному дополнительному источнику питания, к которому подключены усилитель постоянного тока и опорный элемент.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Ф 494738, кл. 6 05 Г /58, 1974.2. Авторское свидетельство СССР Ю 418845, кл. С О 5 Г 1/58, 197 г,918942 ачев Составитель С.Горб аН.Джуган Техред З.фанта Корректор А.Дзяткое ваказ 2141/32ВНИ о ми ного ении и от 35, Рауаси и 4/5