RU1791802C - Вторичный источник питани - Google Patents

Abstract

Использование: дл  электропитани  радиоаппаратуры . Сущность изобретени : устр-во  вл етс  стабилизатором тока или напр жени . В него введен узел индикации на транзисторе, коллектор которого использован в качестве вывода индикации. Благодар  этому узлу не может быть ошибки в определении режима работы устр ва. Надежность повышаетс . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  электропитани  радиоаппаратуры.

Известен вторичный источник питани  с защитой от перегрузки по току и короткого замыкани , в котором проходной транзистор регулирующего элемента подключен коллектором к выходному выводу. Это позвол ет уменьшить падение.напр жени , а, следовательно, и мощность рассеивани  на регулирующем элементе, поскольку не требуетс  дополнительного- напр жени  дл  создани  базового тока проходного транзистора , так как базовый ток проходного транзистора течет из общей шины, а не из входного вывода.

Недостатком такого устройства  вл етс  недостаточно высокий коэффициент полезного действи  из-за значительного рассеивани  мощности на датчике тока, а также нестабильный порог защиты от перегрузки по току и короткого замыкани , который задаетс  база-эмиттерным переходом транзистора узла защиты, что приводит к снижению надежности вторичного источника питани .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  вторичный источник питани , содержащий регулирующий элемент на составном транзисторе, включенный в силовую шину, коллектором к выходному выводу, а базой - к коллектору выходного транзистора узла обратной св зи, включающего в себ  делитель выходного напр жени , источник опорного напр жени  и операционный усилитель, токозадающий двухполюсник, выполненный на транзисторе с резистором в эмиттерной цепи и включенный между входным выводом и управл ющей цепью регулирующего элемента. Управл ющий вход токозадающего двухполюсника, подключен к выходу генератора тока и через элемент смещени  на последовательно соединенных резисторе и диоде подключен к входному выводу. Кроме того, узел обратной св зи включает в себ  также масштабный резистор , фиксирующий диод и буферный резистор , при этом масштабирующий резистор включен между общей шиной и эмиттером выходного транзистора узла обратной св зи , а база этого транзистора подключена к источнику опорного напр жени  и выходу операционного усилител  соответственно через фиксирующий диод и буферный резистор , а эмиттер составного транзистора регулирующего элементе подключен к общему

со

с

о

оо О

to

выводу резистора и диода элемента смещени .

Прототип имеет повышенный коэффициент полезного действи , а также более высокую надежность за счет увеличени  стабильности порога защиты от перегрузки по току. Недостатком его  вл ютс  ограниченные функциональные возможности из- за отсутстви  отображени  его состо ни - режима стабилизации напр жени  или режима стабилизации тока. В результате режим стабилизации тока, например, при перегрузке источника по току может быть ошибочно прин т за его неисправность, поскольку в этим режиме напр жение на выходе источника оказываетс  ниже номинального значени .

Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  индикации режима работы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что во-вторичный источник питани , содержащий регулирующий элемент на составном транзисторе, включенный в силовую шину, коллектором к выходному выводу, а базой - к коллектору выходного транзистора узла обратной св зи, включающего в себ  дели тель выходного напр жени , источник опорного напр жени  и операционный уси литель, токозадающий двухполюсник, выполненный на транзисторе в эмиттерной цепи и вкпюченный между входным выводом и управл ющей цепью регулирующего элемента, управл ющий вход токозадающе- го двухполюсника подключен к выходу генератора тока и через элемент смещени  на последовательно соединенных резисторе и диоде подключен к входному выводу, кроме того узел обратной св зи включает в себ  также масштабирующий резистор, фиксирующий диод и буферный резистор, при этом масштабирующий резистор включен между общей шиной и эмиттером выходного транзистора узла обратной св зи, а база этого транзистора подключена к источнику опорного напр жени  и выходу операционного усилител  соответственно через фиксирующий диод и буферный резистор, а эмиттер составного транзистора регулирующего элемента подключен к общему выводу резистора регулирующего элемента подключен к общему выводу резистора и диода элемента смещени , введен узел индикации на транзисторе, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор использован в качестве вывода индикации, причем в качестве фиксирующего диодэ использован переход база-эмиттер транзистора, проводимость которого противоположна проводимости транзисторе узла индикации

и коллектор которого соединен с базой транзистора узла индикации.

Электрическа  схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Вторичный источник питани  содержит

регулирующий элемент 1 на составном транзисторе, включенный в силовую шину коллектором к выходному выводу 2, а базой - к коллектору выходного транзистора 3 уз0 ла 4 обратной св зи, включающего в себ  делитель 5 выходного напр жени , источник 6 опорного напр жени  и операционный усилитель 7, токозадзющий двухполюсник 8, выполненный на транзи5 сторе 9 с резистором 10 в эмиттерной цепи и включенный между входным выводом 11 и управл ющей цепью регулирующего элемента 1, управл ющий вход токозадающего двухполюсника 8 подключен к выходу гене0 ратора 12 тока и через элемент 13 смещени , выполненный на последовательно обе соединенных резисторе 14 и диоде 15, подключен к входному выводу 11. Узел 4 обратной св зи также включает в себ 

5 масштабирующий резистор 16, дополнительный транзистор 17, переход эмиттер- база которого выполн ет функцию фиксирующего диода, и буферный резистор 18, при этом масштабирующий резистор 16

0 включен между общей шиной 19 и эмиттером выходного транзистора 3 узла 4 обратной св зи, база которого подключена к источнику 6 опорного напр жени  и выходу операционного усилител  7, соответствен5 но через переход эмиттер-база дополнительного транзистора 17 и буферный резистор 18, эмиттер составного транзистора регулирующего элемента 1 подключен к общему выводу резистора 14 и диода 15

0 элемента 13 смещени , коллектор дополни- v-чьного транзистора 17 соединен с базой тр-чнзисторэ 20 узла 21 отображени  состо ни  вторичного источника питани , эмиттер которого соединен с общей шиной 19, а

5 коллектор использован в качестве информационного выхода 22 отображени  состо ни  вторичного источника питани .

Вторичный источник питани  работает следующим образом.

0При подаче питающего напр жени 

транзисторы регулирующего элемента 1 открываютс  коллекторным током выходного транзистора 3 узла 4 обратной св зи. С помощью узла 4 обратной св зи-напр жение

5 на выходном выводе 2 относительно общей шине 19 устанавливаетс  равным номинальному значению и стабилизируетс . В результате сравнени  напр жени  на выходном выводе 2 через делитель 5 выходного напр жени  с опорным напр жением

источника 6, операционный усилитель 7 вырабатывает такое напр жение, которое требуетс  дл  обеспечени  стабилизации напр жени  на выводе 2.

Через элемент 13 смещени  протекает небольшой по величине ток, задаваемый генератором 12 тока. Через резистор 14 элемента 13 смещени  протекает ток нагрузки вторичного источника питани . Величина тока генератора 12 выбираетс  много мень- ше величины тока нагрузки. Поэтому можно считать, что падение напр жени  на резисторе 14 элемента 13 смещени  определ етс  только током нагрузки.

Напр жение на элементе 13 смещени  прикладываетс  к управл ющему входу динамической нагрузки (токозадающий двухполюсник 8). Падение напр жени  на переходе база-эмиттер транзистора 9 динамической нагрузки равно п дению напрл- жени  на диоде 15 элемента 13 смещени . В результате падение напр жени  на резисторе 10 динамической нагрузки оказываетс  равным падению напр жени  на резисторе 14 элемента 13 смещени , т.е. падение напр жени  на резисторе Юдина мичес.кой нагрузки также определ етс  только током нагрузки, хот  через резисто, 10 протекает эмиттерный ток транзистора Ј который практически можно считать раь ным коллекторному току этого транзистора.

Регулирующий элемент 1 необходимо выполн ть на гаком количестве транзисто ров, :хобы его управл ющий базовый ток был много меньше коллекторного тока тран- зистора 9 динамической нагрузки. При выполнении этого услови  можно считать, что коллекторный ток транзистора 9 равен коллекторному току выходного транзистора 3 узла 4 обратной св зи, т.е. его эмиттерному току. Величина же эмиттерного тока выходного транзистора 3 определ етс  напр жением на его базе, которое поступает с выхода операционного усилител  7, и сопротивлением масштабирующего резисто- ра 16. Таким образом, в источнике питани  имеет место жестка  св зь между выходным током нагрузки и падением напр жени  на масштабирующем резисторе 16.

С увеличением тока нагрузки вторич- ного источника питани  напр жение на масштабирующем резисторе 16 будет увеличиватьс . При достижении падени  напр жени  на масштабирующем резисторе 16 напр жени  источника 6 отпираетс  до- полнительный транзистор 17 и дальнейший рост напр жени  на масштабирующем резисторе 16 прекращаетс , что означает прекращение увеличени  выходного тока регулирующего элемента 1 и переход вторичного источника питани  в режим стабилизации тока,

В отличие от прототипа в описываемом источнике питани  функцию фиксирующего диода выполн ет переход эмиттер-база дополнительного транзистора 17, который, отпира сь в момент перехода источника питани  из режима стабилизации напр жени  в режим стабилизации тока, не только гюекращает рост напр жени  на масштабирующем резисторе 16, но и своим коллекторным током отпирает до насыщени  транзистор 20 узла 21 отображени  состо ни  вторичного источника питани . Коллектор транзистора 20 и  вл етс  информационным выходом отображени  состо ни  вторичного источника питани  22.

Таким образом, происходит не только защита вторичного источника питани  , перегрузки по току или короткого замыкани  на выходе, но и достоверна  индикаци  режима его работы.

Техническа  эффективность изоорете- ни  заключаетс  в расширении функциональных ВОЗМОЖНОСТей оЮПИЧГОГО источника пи-ами . ИспО 1ь.ч;н чипе изобретени  позвол ет получать оГч.активную ин- рормацию о режиме работы вторичного ис. мника мигани , правильно оценивать его состо ние, что повышает надежность как сг.мгго BV оичного и-лочника питани , так и устройсгр дл  п пзни  которых он ..юльзуегс 

Формул изобретени  Ртог. -i- ый L-..ТОЧНИК питани , содержащий регул, оующий элемент на составном транзисторе, включенный в силовую шину, коллектором к выходному выводу, а базой - к коллектору выходного транзистора узла обратной св зи, включающего в себ  делитель выходного напр жени , источник опорного напр жени  и опепационный усилитель, токозадающий двухполюсник, выполненный на транзисторе с резистором в змиттерной цепи и включенный между входным выводом и управл ющей цепью регулирующего элемента, управл ющий вход гокозэдающего двухполюсника подключен к выходу генератора тока и через элемент смещени  на последовательно соединенных резисторе и диоде подключен к входному выводу, кроме того, узел обратной св зи включает в себ  также масштабирующий резистор , фиксирующий диод и буферный резистор , при этом масштабирующий резистор включен между общей ш:.жои и эмиттером выходного транзистор узлй 4J- ратной св зи, а база этого транзистора г.од- ключена к источнику опорного напр жени 

и выходу операционного усилител  соответственно через фиксирующий диод и буфер ный резистор, а эмиттер составного транзистора регулирующего элемента подключен к общему выводу резистора и диода элемента смещени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  индикации режима работы , в него введен узел индикации на транзисторе , эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор использован в качестве вывода индикации, причем в качестве фиксирующего диода использован переход эмиттер-база транзистора, проводимость которого противоположна проводимости транзистора узла индикации и коллектор которого соединен с базой транзистора узла индикации.

/У ff1--7F1 ГУ