RU1815629C - Стабилизатор напр жени с непрерывно-импульсным регулированием - Google Patents

Abstract

Использование: в источниках вторично го электропитани . Сущность изобретени : устройство содержит ключевой регулирующий элемент 1,узел управлени  2, DLC- фильтр 3, линейный стабилизатор 4, два нелинейных делител  напр жени  5 и 6, коммутирующий 7, токозадающий 8, управл ющийЭ и защитный 10транзисторы, пороговый элемент 11, ключ 12, четыре ре- зистивных делител  напр жени  13-16, два резистора 17.18, конденсатор 19, диод 20 и два стабилитрона 21, 22.1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитани , а именно в стабилизаторах напр жений с непрерывно-импульсным регулированием с защитными свойствами.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной надежности путем защиты нагрузки от перенапр жени  и обеспечени  работоспособности линейного стабилизатора при коротком замыкании в загрузке или при пробое ключевого регулирующего элемента.

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого стабилизатора на- пр жени  с непрерывно-импульсным регулированием.

Стабилизатор содержит импульсный стабилизатор 1 посто нного напр жени , узел управлени  2, выход которого подключен к его управл ющему входу, DLC-фильтр 3 и линейный стабилизатор 4, причем выходной силовой вывод импульсного стабилизатора 4 подключен к DLC-фильтру З. два делител  5 и 6 напр жени , первый 5 из которых подключен к входным, второй 6 опорный делитель - к выходным выводам линейного стабилизатора 4, а выходы делителей 5 и 6 подключены к входам узла управлени  2 импульсным стабилизатором 1 посто нного напр жени .

Одновременно стабилизатор включает в себ  коммутирующий 7, токозадающий 8, управл ющий 9 и защитный 10 транзисторы , пороговый элемент 11 на транзисторе, ключ 12 на транзисторе, четыре резистив- ных делител  13-16 напр жени , два резистора 17, 18, конденсатор 19, Диод 20 и два стабилитрона 2-1 и 22. Первые выводы стабилитронов 21 и 22 соответственно подключены к первому и второму выводам первого резистивного делител  13 напр жени , подключенного третьим выводом к общей шине , второй вывод первого стабилитрона 21 подключен к выходу линейного стабилизатора 4, а второй вывод второго стабилитро- на 22 - одновременно к входному выводу линейного стабилизатора 4 и к коллектору коммутирующего транзистора 7, эмиттер которого одновременно подсоединен к выходу DLC-фильтра З и к первому выводу вто- рого резистивного делител  14 напр жени  а база - к выходу второго резистивного делител  г напр жени , второй вывод которого соединен с коллектором защитного транзистора 10, эмиттер которого подклю- чен к общей шине, а база - одновременно к коллектору управл ющего транзистора 9 и через первый резистор 17 одновременно с входным выводом импульсного стабилизатора 1 с первым выводом третьего резистивного делител  15 напр жени  и через диод 20 в пр мом включении с эмиттером токоза- дающего транзистора 8, база которого подключена к выходу третьего резистивного делител  15 напр жени , а коллектор - к первому выводу четвертого резистивного делител  16 напр жени , второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход - с базой управл ющего транзистора 9, подключенного эмиттером к общей шине, к которой одновременно подключены опорный вход порогового элемента 11 и через конденсатор 19 одновременно к выходу первого резистивного делител  13, к сигнальному входу порогового элемента 11 и к выходу ключа 12, управл ющий вход которого одновременно подсоединен к выходу порогового элемента 11 и к первому выводу второго резистора 18, второй вывод которого одновременно соединен с входом ключа 12, с вторым входом третьего резистивного делител  15 напр жени  и с выходом линейного стабилизатора.

Нагрузка 23 соответственно подключаетс  к выходу линейного стабилизатора 4 и к общей шине.

Устройство работает следующим образом .

При включении стабилизатора через третий резистивный делитель 15 напр жени  и нагрузку 23 протекает ток, который на выходе указанного делител  15 создает такой уровень напр жени , при котором задающий транзистор 8 закрыт, при этом диод 29 работает как стабистор. т.е. может быть пробит только при определенном уровне напр жени . На базу защитного транзистора 10 через первый резистор 17 поступает входной ток, который вводит его в режиме насыщени  и соответственно через второй резистивный делитель 17 протекает ток. при котором на выходе его создаетс  такой уровень напр жени , при котором коммутирующий транзистор 7 находитс  в режиме глубокого насыщени  и этим накоротко подключает импульсный стабилизатор 1 через DLC-фильтр З к входному зажиму линейного стабилизатора 4.

При изменении входного напр жени  стабилизатора или при изменении тока нагрузки 23 выходное напр жение на нагрузке 23 благодар  линейному стабилизатору 4 остаетс  неизменным, а следовательно, и часть этого напр жени , поступающа  с опорного делител  6 на один из входов узла 2 управлени , не измен етс . Напр жение, поступающее на другой вход узла 2, измен етс , при этом нарушаетс  равенство напр жений на входах узла 2. Узел 2 управл ет

импульсным стабилизатором 1 так, чтобы восстановить равенство напр жений на его входах, т.е. происходит изменение напр жени  на входе линейного стабилизатора 4 до уровн , при котором напр жение, снимаемое с первого делител  5 на узел 2 сравниваетс  с напр жением, поступающим с опорного делител  6, что соответствует посто нному падению напр жени  на линейном стабилизаторе 4. Следовательно, при любом возмущающем воздействии падение напр жени  на линейном стабилизаторе остаетс  посто нным, что обеспечивает высокий коэффициент полезного действи  устройства.

При перенапр жении на выходе устройства , вызванного пробоем регулирующего транзистора стабилизатора 4, стабилитрон 21 пробиваетс  и через первый вывод первого резистивного делител  13 напр жени  протекает ток, который создает на выходе его такой уровень, при котором пороговый элемент 11 срабатывает. Причем конденсатор 19 предназначаетс  дл  исключени  ложного срабатывани  от импульсных помех . На выходе порогового элемента 11 по вл етс  сигнал логического нул , который подаетс  на управл ющий вход ключа 12 и открывает его. В результате по цепи вход устройства - третий резистивный делитель 15 напр жени  - открытый ключ 12 - пороговый элемент 11 протекает ток, который создает на выходе третьего резистивного делител  15 напр жение такого уровн , при котором диод 20 пробиваетс  и то коза да ю,- щий транзистор 8 открываетс  и через четвертый резистивный делитель 16 протекает ток такой величины, при которой управл ющий транзистор 9 входит в насыщение и этим замыкает базу защитного транзистора 10 на общую шину, запира  его. Ток через второй резистивный делитель 14 прекращаетс  и коммутирующий транзистор 7 закрываетс  и таким образом происходит отключение линейного стабилизатора 4 из силовой шины, предохран   нагрузку от перенапр жени .

При перенапр жении, возникшем на входном зажиме линейного стабилизатора 4 из-за пробо  регулирующего транзистора импульсного стабилизатора 1, второй стабилитрон 22 пробиваетс  и через второй вывод первого резистивного делител  13 начинает протекать ток, который создает на выходе его такой уровень, при котором пороговый элемент 11 срабатывает. На выходе порогового элемента 11 по вл етс  сигнал логического нул , который поступает на управл ющий вход ключа 12 и открывает его. В результате по цепи вход устройства - третий резистивный делитель 15 - открытый ключ 12 - пороговый элемент 11 проходит ток, создава  на выходе третьего резистивного делител  15 напр жение такого уров5 н , при котором диод 20 открываетс  и отпирает токозадающий транзистор 8 и через четвертый резистивный делитель 16 начинает протекать ток, при котором на выходе его возникает напр жение такого

0 уровн , при котором управл ющий транзистор 9 входит в насыщение, замыка  базу защитного транзистора 10 на общую шину и одновременно запира  его. Ток через второй резистивный делитель 14 прекращаетс 

5 и коммутирующий транзистор 7 запираетс  и таким образом происходит отключение линейного стабилизатора 4 из силовой цепи и этим предохран   последний от возникшего перенапр жени  на его входе.

0 При коротком замыкании нагрузки через третий резистивный делитель 15 протекает ток, при котором на его выходе по вл етс  напр жение такого уровн , при котором диод 20 открываетс  и отпираетс 

5 токозадающий транзистор 8 и соответственно через четвертый резистивный делитель 16 будет протекает ток, при котором на его выходе по витьс  напр жение такого уровн , при котором управл ющий транзи0 стор 9 входит в насыщение, замыка  базу защитного транзистора 10 на общую шину и одновременно запира  его. Ток через второй резистивный делитель 14 прекращаетс  и коммутирующий транзистор 7 эакрывает5 с  и таким образом происходит отключение линейного стабилизатора 4 из силовой цепи и разрыв цепи тока короткого замыкани , возникающего вследствие разр да конденсатора DLC-фильтра З через линейный ста0 билизатор 4, короткозамкнутый по выходу,

После сн ти  короткого замыкани  ток через третий резистивный делитель 15 уменьшаетс  до такой величины, при кото5 рой на выходе его напр жение становитс  такого уровн , при котором соответственно диод 20 и токозадающий транзистор 8 запираютс , ток через четвертый резистивный делитель 16 прекращаетс  и соответствен0 но управл ющий транзистор 9 запираетс  и одновременно открываетс  защитный транзистор 10, который входит в насыщение и соответственно через второй резистивный делитель 14 протекает ток, создава  на вы5 ходе его такое напр жение, при котором коммутирующий транзистор 7 входит в глубокое насыщение и этим снова подключаетс  линейный стабилизатор 4 в силовую цепь и работоспособность устройства восстанавливаетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилизатор напр жени  с непрерывно-импульсным регулированием, содержащий соединенные последовательно ключевой регулирующий элемент и DLCфильтр , узел управлени , выходом подключенный к управл ющему входу ключевого регулирующего элемента, вход которого соединен с входным выводом, линейный ста- билизатор, выходом подключенный к выходному выводу, два нелинейных делител  напр жени , вход первого из которых подключен к выходу DLC-фильтра, а вход второго делител  напр жени , в качестве которого .использован опорный делитель напр жени , соединен с выходом линейного стабилизатора, выходы первого и второго делителей напр жени  подключены к входам узла управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности путем защиты нагрузки от перенапр жени  и обеспечени  работоспособности линейного стабилизатора при коротком замыкании в нагрузке или при пробое ключевого регулирующего элемента , в него введены коммутирующий, токоза- дающий, управл ющий и защитный транзисторы, пороговый элемент, ключ, четыре резистивных делител  напр жени , два резистора, конденсатор, диод и два стабилитрона , первые выводы которых подключены соответственно к первому и второму выводам первого резистивного делител  напр жени , подключенного треть- им выводом к общей шине, второй вывод первого стабилитрона подключен к выходу

   линейного Стабилизатора, а второй вывод второго стабилитрона - к входному выводу линейного стабилизатора и к коллектору коммутирующего транзистора, эмиттер которого подсоединен к выходу DLC-фильтра и к первому выводу второго резистивного делител  напр жени , а база - к среднему выводу второго резистивного делител  напр жени , второй вывод которого соединен с коллектором защитного транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база - с коллектором управл ющего транзистора и через первый резистор с входным выводом, с первым выводом третьего резистивного делител  напр жени  и через диод в пр мом включении с эмиттером токозадающего транзистора, база которого подключена к среднему выводу третьего резистивного делител  напр жени , а коллектор - к первому выводу четвертого резистивного делител  напр жени , второй вывод которого соединен с общей шиной, а средний вывод - с базой управл ющего транзистора, подключенного эмиттером к общей шине, к которой подключены опорный вход порогового элемента и первый вывод конденсатора, второй вывод которого соединен со средним выводом первого резистивного делител , сигнальным входом порогового элемента и выходом ключа, управл ющий вход которого подсоединен к выходу порогового элемента и к первому выводу второго резистора, второй вывод которого соединен с входом ключа, с вторым выводом третьего резистивного делител  напр жени  и с выходом линейного стабилизатора.