Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 11978129(22) Заявлено 29. 06.81 (21) 3308071/24-07с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 3011.82, Бюллетень Мо 4Дата опубликования описания 30.11.82 51,М Кл з 6 05 Р 1/58 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУИзобретение относится к электротехнике, а именно к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, и может использоваться в качестве стабилизированного источника постоянного напряжения,Известен стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий включенные последовательно между входной и выходной .клеммами регулируюций элемент и датчик тока, блок управления входом подключенный к выходной клемме и общей шине, а выходом подсоединенныйк управляюц 1 ему входу регулирующегоэлемента, который через генератортока подключен к входной клемме, и транзистор защиты 1).8 известном устройстве ток удержания, потекающий через регулирующий элемент в режиме короткого замы,кания зависит только от параметров транзистора зациты и датчика тока. Поэтому при серийном производстве разброс параметров этих элементов вызывает значительное изменение тока удержания. Последнее приводит к необходимости вести расчет стабилизатора с учетом его максимального значения, что требует увеличения установочной мощности применяемыхэлементов и ухудшает удельные массовые объемные характеристики устройства, Протекание значительного токаудержания приводит из-за перегреватакже к уменьшению надежности стабилизатора. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения сзащитой от перегрузки по току, содержащий регулируюций транзистор,коллектором подключенный к входнойклемме, а эмиттером через датчиктока, соединенный с выходной клеммой,усилительный каскад, первыч силовымвыводом связанный с входной клеммой,блок управления, входом подключенныймежду выходной клеммой и общей шиной, а выходом соединенный с управляющим входом усилительного каскадаи через генератор тока с входнойклеммой, и делитель напряжения, первый крайний вывод которого подключен к общей шине, а средний выводсоединен с базой транзистора защиты,коллектор которого подключен к управляющему входу усилительного каскадаО да 2, 978129Ток удержания, протекающий в режиме короткого замыкания через регулирующий транзистор известного стабилизатора определяется параметрами датчика тока, а также регулирующего транзистора и транзистбра защиты.5 При серийном производстве у разных экземпляров стабилизатора величина этого тока может меняться в широких пределах: от значения, превышающего ток срабатывания защиты (эксперимен ты показали , что в отдельных случаях ток удержания может в 2-3 раза превышать, значение, тока срабатывания, защиты), что приводит к значительному перегреву элементон устройства и ухудшению его удельных массообъемнык характеристик, а в ряде случаен может явиться причиной его отказа, до не- личины, которая при снятии перегруз-. ки не обеспечивает возврат устройства в режим стабилизации напряжения, т.е. защита по току приобретает триггерный характер. Таким образом, значительный разброс тока удержания приводит к снижению надежности работы стабилизатора напряжения.Цель изобретения - повышение надежности путем нормирования величины тока удержания, протекающего через регулирующий элемент в режиме короткого замыкания.30Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току введены источник смещения и резистор, причем первый вывод источника смеще- З 5 ния подключей к базе ругулирующего транзистора, а его второй вывод сое-динен с вторым силовым выводом усилительного каскада и вторым крайним выводом делителя напряжения, эммитер,40 транзистора защиты через резистор подсоединен к выходной клемме.С целью температурной стабилизации нормированного значенця тока удержания при коротком замыкании, генератор 45 тока содержит два транзистора и два резистора причем эмиттер первого .транзистора и первый выход первого резистора подсоединены к входной клемме, база первого транзистора подключена к второму выводу первого резистора и эмиттерувторого транзистора, коллектор которого подсоединен к выходу блока управления, коллектор первого транзистора и база нторого транзистора через второй резистор подсоединены к общей шине.В качестве указанного источника смещения может использоваться полупроводниковый диод, включенный меж ду базой регулирующего транзистора и вторым силовым выходом усилительного каскада.Кроме того, используется базоэмиттерный переход выходного тран зистора усилительного каскада, под-ключенного коллектором к первому силовому выводу усилительного каскада, эмиттером соединенного с базой регулирующего транзистора, а базой связанного с выходом предвыходного транзистора усилительного каскада.На фиг,1 приведена принципиаль-. ная схема предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току на фиг, 2 схема стабилизатора постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току, в котооой в качестве выказанного источника смещения используется полуПроводниковый диод; на Фиг. 3 - схема стабилизатора постояннОго напряжения с защитой от перегрузки по току, в которой в качестве указанного источника смещения используется базо-эмиттерный переход выходного транзистора усилительного каскада.Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току содержит регулирующий транзистор 1, коллектором подключенный к входной клемме 2, а эмиттером через датчик 3 тока соединенный с выходной клеммой 4, усилительный каскад 5, первым силовым выводом связанный с входной клеммой 2, блок 6 управления, входом подключенный между выходной клеммой 4 и общей шиной 7, а выходом соединенный с управляющим входом усилительного каскада 5 и через гейератор 8 тока с входной клеммой 2, и делитель 9 напряжения, первый крайний вывод которого подключен к общей шине 7, а средний вывод соединен: с базй транзистора 10 защиты, коллектор которого подключен к управляющему входу усилительного каскада 5. Источник 11 смещения первым выводом подключен к базе регулирующего транзистор 1, а его второй вывод соединен с вторым силовым усилителем усиленного: каскада 5 и вторым крайним выводом делителя напряжения 9, эмиттер транзистора 10 защиты через резистор 12 подсоединен к выходной клемме 4.Генератор 8 тока может быть выполнен надвух транзисторах 13 и 14 и двух резисторах 15 и 16, причем эмиттер первого транзистора 13 и первый вывод первого резистора 15 подсоединены к входной клемме 2, база первого транзистора 13 подключена к второму входу первого резистора 15 и эмиттеру второго транзистора 14, коллектор которого подсоединен к выходу блока б управления, коллектор первого транзистора 13и база второго транзистора 1.4 через второй резистор 16 подсоединены к общей шине 7.В качестве указанного источника смещения могут использоваться полупроводниковый диод 17, включенный между базой регулирующего транзисто978129 формула изобретения ра 1 и выходом усилительного каскада 5, или базо-эмиттерный переход выходного транзистора 18 усилительного каскада 5, подключенного коллектором к первому силовому выводу усилительного каскада 5, эмиттером сое диненного с базой регулирующего транзистора 1, а базой связанного с выходом предвыходного транзистора усилительного каскада 5,Устройство работает следующим 10 образом. При подаче напряжения питания наклеммы 2 и 7 стабилизатор 8 токаобеспечивает протекание входного тока усилительного каскада 5, который.- в свою очередь открывает регулирующий транзистор 1. На выходных клеммах 4 и 7 устройства появляется напряжение, которое при помощи блока 6управления поддерживается на заданном уровне, К транзистору 10 защитыприкладывается сумма напряжений датчика 3 тока, базо-эмиттерного перехода регулирующего транзистора 1 источника 11 смещения и одного из плечделителя 9 напряжения, которая вноминальном режиме поддерживает егов запертом состоянии. При увеличениитока нагрузки напряжение датчика 3тока начинает приоткрывать транзистор З 010 защиты, запирая тем самым регулирующий транзистор,Ток удержания, протекающий черезрегулирующий транзистор рассматриваемой схемы в режиме короткого замыкания определяется параметрами датчика 3 тоха, регулирующего транзистора 1, источника 11 смещения, транзистора 10 защиты и величиной резистора 12. А так как сумма напряжений источника смещения и базо-эмиттерногоперехода регулирующего транзистора 1выбирается всегда больше пороговогонапряжения транзистора 10, защиты, изменяя величину резистора 12 можно нор 45мировать величину тока удержания вшироких пределах, обеспечивая приэтом минимизацию рассеиваемой в режиме короткого замыкания мощности игарантированный возврат устройства после устранения перегрузки в режимстабилизации выходного напряжения.В стабилизаторе тока, выполненомна двух транзисторах 13 и 14 идвухрезисторах 15 и 16 величина выходноготока является функцией температурыокружающей среды. В режиме короткого замыкания,практически весь выходной 1 ток генератора 8 тока протекает через резистор 12, Поэтому соответствующий расчет значений резисторов 12 и15 обеспечивает температурную стабилизацию нормированной величины тока удержания, протекающего через регулирующий транзистор 1 стабилизатора . в режиме короткого замыкания. И Таким образом, предлагаемый стаби" лиэатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току позволяет в режиме. короткого замыкания нормировать величину тока удержания, протекающего через регулирующий элемент стабилизатора в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды, что обеспечивает повышение надежности его работы и способствует улучшению удельных массообъемных показателей. 1Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий регулирующий транзистор, коллектором подключенный к входной клемме,.а эмиттером через датчик тока соединенный с выходной клеммой, усилительный каскад первым силовым выводом связанный с входной клеммой, блок управления, входом подключенный между выходной клеммой и обшей шиной, а выходом соединенный с управляющим входом усилительного каскада и через генератор тока с входной клеммой, и делитель напряжения, первый крайний вывод которого подключен к общей шине, а средний вывод соединен с базой транзистора защиты, коллектор которого подключен .к управляющему входу усилительного каскада, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения надежности путем нормирования тока удержания при коротком замыкании, в него введен источник смещения и резистор, причем первый вывод источника смещения подключен к базе регулируЮщего транзистора, а его второй вывод соединен с вторьм силовым выводом усилительного каскада и вторым крайним выводом делителя напряженияэмиттер транзистораа защиты через резистор подсоединен к выходной клемме2. Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току ,по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью температурной стабилизации нормированного значения тока ,удержания,при коротком замыкании, генератор тока содерЖит два транзистора и два резистора, причем эмиттер первого транзистора и первый вывод перво;го резистора подсоединены к входной клемме, база первого транзистора подключена к второму выводу первого резистора и змиттеру второго транзистора, коллектор которого подсоединен к выходу блока управления, коллектор первого транзистора и база второго транзистора через второй резистор .подсоединены к общейшине.3. Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,978129 ВНИИПИ Заказ 9218/ Тираж 914 Подписно лиал ППП "Патент", Ужгород, ул.Проект 4 что в качестве указанного источника смещения используются полупроводниковый диод, включенный между базой регулирующего транзистора и вторым силовым выводом усилительного каскада,4, Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току по и. 1, отличающийся тем, что в качестве указанного источника смещения используется базо-эмиттерный переход выходного транзистора усилительного каскада, подключенного коллектором к первому силовому выводу усилительного каскада, эмиттеромсоединенного с базой регулирующеготранзистора, а базой связанного с выходом предвыходного транзистора усилительного каскада.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Аксенов А.И. и Глушкова Д.Н. Мощные транзисторы в радиоустройствах. О М Энергия, 1974, с.21, рис. 19. 2. Авторское свидетельство СССР Р 761996, кл. С 05 Г 1/58, 1980.