Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок

а 964607 Союз Советски иСоциалистическихРеспубпин ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 24.11.80 (2) 3006570/24-07 с присоединением заявки Ле -оо алан изобретенийи открытий Опубликовано 07,10.82. Бюллетень ЛЪ 37(53) УДК 621. 316. 722 1(088 8) Дата опубликования описания 07 . 10 .82 вскссазвюЫАТЕНТНЭ-ртекьниие фф%ВЯЛ ЮФ ТИл(54) СТАБИЛИЗАТОРНАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТПЕРЕГРУЗОК 1Изобретение относится к стабилизированным источникам электропитания.Известей стабилизатор напряжения,содержащий регулирующий транзистор,подключенньй эмиттером к входному выво(у, а коллектором - к выходному, 5усилитель обратной связи, делитель.выходного напряжения, источник опорного напряжения, запитанный с выходастабилизатора, и узел защиты стабилизатора 13,оНедостатком его является значительная сложность узла защиты от перегрузок.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является стабилизатор напряжения с .защитой от пере- .грузок, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен свходным, а коллектор связан с выход 20ным выводами, усилитель обратной связи, выходом соединенный с базой регулирующего транзистора, источник опорного напряжения на стабилитроне и ог-,раничительном резисторе и делитель выходного напряжения на двух резисторах, средние выводы которых подключены к входам усилителя обратной связи, крайние выводы стабилитрона и одного из резисторов делителя соединены с, общей шиной, а крайние выводы ограничительного резистора и другого из резисторов Делителя связаны с выходным выводом стабилизатора, датчик тока, включенный в одну из силовых шин ь 2 3Недостатком известного устройства является низкая эффективность защиты, заключающаяся в большом влиянии защиты на стабильность выходного напряжения, и в значительной нестабильности порога срабатывания зашиты.Целью изобретения является повышение эффективности защиты стабилизатора путем увеличения стабильности порога срабатывания защиты и уменьшения влияния защиты на стабильность выходного напряжения.50 Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок введены транзистор защиты и резистор, причем упомянутые крайние выводы ограничительного резистора и другого из резисторов делителя через коллекторно-эмиттерный и база-эмиттерный переходы транзистора защиты соответственно подключены к выходному выводу, а датчик тока 10 включен между выходным выводом и коллектором регулирующего транзистора, который через введенный резистор подключен к базе транзистора защиты,На чертеже представлена принципи альная электрическая схема устройства.Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, подключенный эмиттером к входному выводу, базой к выходу усилителя 2 обратной связи входы которого соединены с выходами источника опорного напряжения на стабилитро- не 3 и ограничительном резисторе 1 и делителя выходного напряжения на д двух резисторах 5 и 6, причем крайние выводы стабилитрона 3 и резистора 6 подключены к общей шине, крайний вывод резистора ч через коллекторноэмиттерный, а крайний вывод резистора З 5 через базо-миттерный переход тран-. зистора 7 защиты подключены к выходному выводу. Датчик 8 тока включен в выходную шину между коллектором транзистора 1 и выходным выводом, а вве 35 денный резистор 9 включен между коллектором транзистора 1 и базой трайзистора 7.Стабилизатор работает следующим образом.40В режиме нормальной работы транзистор 7 открыт и насыщен за счет протекания через его входную цепь части тока делителя 5, 6 выходного напряжения. Другая часть этого тока проте 45 кает через резистор 9. Насыщенное состояние транзистора 7 при нормальном режиме работы стабилизатора обеспечивается выбором величин сопротивления резистора 9 и датчика 8 тока. При возникновении перегрузки на выходе стабилизатора (при уменьшении сопро" тивления нагрузки 10) увеличивается ток нагрузки, падение напряжения на датчике 8 тока и ток, протекающий через резистор 9 (поскольку величина55 напряжения на этом резисторе равна сумме падений напряжения на переходе база - эмиттер транзистора 7 и датчике 8 тока), а ток базы транзистора 7 уменьшается настолько, насколько увеличивается ток резистора9 (поскольку О а следовательно,и ток делителя выходного напряженияеще остаются практически неизменными).При достижении током нагрузки (приего увеличении в процессе перегрузки)пороговой величины 1 и транзистор 7 переходит из насыщенного состояния вактивный режим и начинает запираться, что приводит к уменьшению егоколлекторного тока (тока через опорный стабилитрон ч) и далее - к прекращению роста входного и выходноготоков усилителя 2 обратной связи итока нагрузки стабилизатора (приэтом ток нагрузки ограничивается"практически на уровне 1 п), При дальнейшем уменьшении сопротивления на"грузки 10 выходное напряжение начинает уменьшаться, вызывая уменьшениетока делителя 5, 6, еще более глубокое запирание транзистора 7, уменьшение токов усилителя обратной связии тока нагрузки стабилизатора. Уменьшение тока нагрузки вызывает пропор"циональное уменьшение выходного напряжения, тока делителя 5, 6, дальнейшее запирание транзистора 7. ЭтоФпроцесс развивается регенеративно иприводит к необратимому запираниюстабилизатора Для восстановлениянормального режима работы стабилизатора после устранения (или самопроизвольного исчезновения) перегрузкиможет быть использован любой из известных способов полуимпульсного эа"пуска стабилизаторов,Поскольку при нормальном режиме .работы стабилизатора (когда ток нагрузки меньше 1 п) транзистор 7 находится в режиме насыщения, изменениятока нагрузки практически не влияютна величины межэлектродных напряжений этого транзистора, а следовательно, и на величины опорного напряжения стабилитрона 4 и выходного напряжения. Это позволяет обеспечитьвысокую чувствительность защиты отперегрузок и стабильность выходного напряжения, т. е 1 существенноослабить дестабилизирующее влияниезащить 1 от перегрузок на стабильность0 , Изменение режима работы стаби 8 Ылизатора (изменение питающего напряжения 0 я , тока нагрузки,а также разброс коэффициентов усиленияпо току транзисторов) не оказывает5 964607 б влияния на тепловой и электрическийпирующего транзистора, источник опор- режимы транзистора 7 (поскольку по- ного напряжения на стабилитроне и огследний нормально находится в режи- раничительном резисторе, и делитель ме насыщения и включен в цепь пита- выходного напряжения на двух резисния опорного стабилитрона, ток ко-торах, средние выводы которых подклюторой не зависит от указанных факто- чены к входам усилителя обратной свяров), что повышает стабильность по- . зи, крайние выводы стабилитрона и од- рога срабатывания защиты от перегру- ного из резисторов делителя соединены зок (в известном устройстве сигнал с общей шиной, а крайние выводы огра- перегрузки подается во входную цепь . О ничительного резистора и другого из транзистора оконечного каскада уси- резисторов делителя связаны с выходлителя обратной связи, тепловой и ным выводом стабилизатора, датчик электрический режим которого зависят тока, включенный-в одну из силовых от режима стабилизатора). шин. о т л и ч а ю щ и й с я тем,Изъятие датчика тока из общей ши- й что, с целью повышения эффективности ны и включение его в одну с.:ловую . защиты, в него введены транзистор за- . шину с регулирующим транзистором щиты и резистор, причем упомянутые также способствует повышению эффек- крайние выводы ограничйтельного ретивности защиты предлагаемого стаби- зистора и другого из резисторов делизатора,.по сравнению с известным щ лителя через коллекторно-эмиттерный устройством путем снятия ограничения .и базо-эмиттерный переходы транзистона характер построения системы элект" ра защиты соответственно подключены ропитания. к выходному выводу, а датчик токавключен между выходным .выводом и25 коллектором регулирующего транзистора,Формула изобретения который через введенный резистор подключен к базе. транзистора защиты.Стабилизатор напряжения с защитой Источники информации, от. перегрузок, содержащий регулирующий принятые во внимание при экспертизе транзистор, эмиттер которого соединен 9 1, Патент США М 2994029, с входным, а коллектор связан с выход- кл. 323-9, 1961. ным выводами, усилитель обратной свя- . 2. Авторское свидетельство СССР зи, выходом .соединенный с базой регу" 517886, кл. С 05 1 1/58, 1976.Тираж 914ИИПИ Государственно по делам изобретени 35, Москва, Ж, Р Подписноео комитета СССРи открытийушская наб д. 4/5