Изобретение относитс к электротехнике , может быть использовано в каче стве стабилизированного источника питани равличной аппаратуры.
Известен импульсный стабилизатор
налрйжени с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий составной транзистор, сглаживающий L-C - фильтр схему сравнени , ши ютно-импульсшый модул тор, усилитель мощности импуль сов, датчик тока в виде резистора в коллекторной цепи регулирующего транзистора и схему ограничени тока, выпоненную на двух транзисторах, переход эмиттер - база одного из которых подключен к датчику тока, а коллектор Е катоду полупроводникового диода, анод ко1Х)рого через последовательно соединенные резистор и конденсатор подключен к потенциальному зажиму выходного напр жени , причем параллельно конденсатору подключен переход эмиттер - база , другого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором транзистора схемы сравнени С13 Известен также ключевой стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулирующий транзистор, вхордой силовой вьюод которого соединен с ИЗ ВЫВОДОВ ДЛ.Я подкшочени питакхщего досто нного напр жени , а выходной силовой вывод через фи ьтр - с одним из вьшодов дл подключени нагрузки , коммутирующий транзистор, выходным электродом соед шеншлй с ба.гой ре гулир;,тощего транзистора, а базой - с выходом усилител лссто нного тока, ощт из входов jcoTopojxi подключен к иста глику опорного на р дшни , а другой к ;ro4Ke соединени фильтра с выводом дл подключени , к последовательную цепочку иа стабилитрона и резистора ,, включенную между базой коммутирующего транзистора и выводом дли пошсзсочени нагрузки
Йзвестг-пые стабилитроны обеспежшают защиту от перенапр жений в питающей сети и короткие замыканий в нагрузке , однако имеют низкую наденшостъ запуска ири включении стабнлизаачзра. под нагрузкой Причина неустойчтгаого запуска заключаетс в отсутствии задержки срабаа вани защиты на врем зар да выхошюй емкости стабилизатора. В начальный момент после включени стаби- лизатора напр жение на выходной емкости близко к кулю, а протекающий через емкость ток зар да велик. Стабилизатор
на какое-то врем оказываетс в таком же режиме, как и при коротком замыкании на выходе, в результате чего создаютс услови дл срабатывани устройства защиты: к стабилитрону защиты прикладываетс напр жение, достаточное дл его пробо ; стабилитрон пробиваетс , ток пробо отпирает коммутирующий транзистор широтно-импульсного модул тора , KOTOpHEjB СБОЮ очередь, залирает регулирующий транзистор стабилизатора. После запирани регу ирукидего транзистора выходна емкость продолжает зар зкатьс током, протекающим через стабилитрон . Если стабилизатор включают беа нагрузки, П1зобивной ток стабш1ИТ1х на защиты по мере з41р да Bbixoojiou емкости постепенно уменьшаетс . Через не- которое врем величина тока окажетс недостаточной цл удержани коммутирующего гранзксгора в открытом состо нии коммутирующий rp iHsHCTOp запираетс и стабилизатор входит в рабочий pexrovi, ToG. запус1тетс . При этом стабилитрон защиты ока-эыз&аетс: запертым и не вли ет на рабоау стабилизатора. Если же в.кшочение стабилизатора производ т при подЕслюченной нагрузке, то пробивной ток стабилитрона защиты в доследующее после включени врем уменьшитс незначительно и удерживаетс достаточно бэ;аьшим, так как он протекает не только через выхо):даую емкость стабилиза-тора и высокоомкые резис1юры схемы сравнени , но и через малое сопротивление нагрузки . При этом регупирующт транзистор аелерт и в таком состо нии схема может находитьс как угодно долго, т. е. стабилизатор не Зсхпускаетс . Таким образом ,, дл наделшой работы стабилизатороз их. включение необходимо дроизводить при отключенной нагрузке, 4ixi не всегда приемлемо.
Наиболее близким к изобретению в- ;1 етс импульсный стабилизатор посто- sfflHoro напр жени с защитой от коротких замыканий, содержащий регудагрующий составной транзистор, включенный последователгзнс между входной клеммой и входом сглаживающего L-C-D -фильтра, узел сравнени , вход которого соединен с выходными клеммами, а БЬ)л;од - с Б.ХОДОМ шиpoтнo-и IПJльcнoгo модул тора, и блок защи1ъз от коротких замыканий, состо щий из транзистора, источника опорного кaпp жeн ш на стабилитроне и элементе задержки,включающего резисторы ,стабилитрон,вхоаной конаенсатор 31. 3 Известный стабилизатор надежно запускаетс под нагдтакой, однако не обес печивает защиту от перегрузок при значительном повьпиении напр жени питающей сети (перенапр жений), что снижа ет надежность защитпы, а в р де случае вл етс недопустимым, так как привод к превышению мощности, рассеиваемой на регулирующем транзнс1Х)ре, и выходу его из стро . Кроме того, устройство защиты данного стабилизатора содеркит сравнительно большее число деталей, имеет сложную конструкцию и потребл ет повышенную мощность в рабочем режиме, что также снижает надежность стабилизатора и зосудшает его КПД. Цель изобретени - одновременное повышение надежности защиты от перегрузок , упрощение и повышение КПД . Поставленна цель достигаетс тем, что в импульсном стабилизаторе посто нного напр жени с защитой от коротких замыканий, содержащем последовательно соединенные регулирующий элемент ии-С-В -фильтр, измерительноусилительный узел обратной св зи, подключенный относите льно общей шины своими входом и вьгзсодом соответственно к выхошюму выводу и к входу щирот но-импульсного модул тора, выход кото го соединен с управл ющим входом регулирующего элемента, и узел защипы, состо щий из двух последовательно соединенных стабилитронов, резистора, подключенного одним вьгоодом к общей точке соединени стабилитронов, и конденсатора , один из стабилитронов подключен к выходному выводу, другой к выходу измерительно-усилительного узла обратной св зи, другой вывод резистора подключен к входному вьтоду, а конденсатор подключен параллельно ре зистору. На чертеже представлена приншшкал на электрическа схема импульсного стабилизатора посто нного напр жени с защитой от коротких замыканий. Устройство содержит регулирующий каскад 1 с регулирующим элементом, вьшолненным на составном транзисторе |. С -1) Ц)ильтр 2, измерительно-усилител ный узел обратной св зи 3, широтноимпульсный модул тор 4 и узел защиты , от коротких замыканий 5, включающий стабилитроны 6 и 7, конденсатор 8 и р зистор 9. В узле защиты от коротких замыканий 5 стабилитроны 6 и 7 включены 79 последовательно меходу выходом узла обратной св зи 3 и выходным выводом, а конденсатор 8 и резистор 9 соединены параллельно и включены между об- щей точкой соединени стабилитронов и входным выводом стабилизатора. Стабилизатор работает следующим образом. Изменение напр жени питающей сети приводит к соответствующему изменению выходного напр жени стабилизатора, на которое реагирует схема сравнени узла обратной св зи 3, вырабатыва сигнал рассогласовани . Сигнал рассогласовани поступает на широтно-импульвный модул тор 4, который управл ет работой ключевого регулирующего каскаЧ да 1, измен врем открытого и закрытого состо ни составного транзистора таким образом, что&т после сглаживани импульсного нaпp жeн ш L-C-D -фильтром 2 выходное напр жение стабилизатора возвратилось к исходному значению. Параметры элементов узла защиты от коротких замыканий 5 рассчитаны таким образом, чтобы при нормальном режиме работы они не оказывали никакого вли ни на работу стабилизатора, дл этого пробивное напр жение стабилитронов 6 и 7 должно бы1Ъ больше, чем максимально возможное напр жение на открытом регулирующем элементе и дросселе, и меньше, чем кходное напр сение . Сопротивление резистора 9 догокно быть достаточно большим, чтобы ток, протекающий через этот резистор и стабилитрон 7, не приводил к пробою стабилитрона и не оказывал заметного шунтирующего действи на составной транзистор .регулирующего каскада 1 (сопротивленио резистора 9 должно быть пор дка дес тков сотен кклоом). Таким образом, при нормальной работе стабилизатора к стабилитрону 6 прикладьтаетс напр жение, недостаточное дл его пробо , узел защиты 5 на работу стабилизатора не вли ет и практически не потребл ет энергик от источника питани . В случае короткого замыкани в цепи нагрузки катод стабилитрона 7 оказываетс соединенным с плюсом источника питани , вследствие чего к цепочке последовательно соединещгых стабилитронов б и 7 прикладываетс напр же2U „.Стабилитроны пробиваютс и протекающий через шгх ток откр1 шает транаистор 4, который, в свою очередь, аакрслвает состевыой тракзисюр ретулирующего каскада 1. Источник питани оказываетс спк начвкизтл от нагрузки . Точно так же происходит проиесс срабатывани защихы и в сдучае воэншсно вени перенапр жений в питающей сети, Kiortta входное напр жение стабилизатора Ugx превысит значение .. После устранени короткого замикашш или перенапр жени сети стабшгазатор запускаетс повторным вкл1очен1юм входного напр жени . Конденсатор 8 обеспечивает задержку срабатывани защиты при включении на врем зар да емкосгга L- ;-D-фидьтра 2, что необходимо дл надежного запуска стабилизатора. Задержка орущесгва етс следующим образом. Сразу после включени стабилизатора одновременно с зар дом емкости фильтра 2 происходит также зар д конденсатора 8 TorsoM, протекающим от источника питани через стабилитрон 7. Напр жение на ксжденсаторе при этом возрастает по экспоненциальному закону Это напр жение прикладываетс к стабн;литрону 6. Емкость шжденсатора 8 быть дЬстаточно большой (соизмери мой с емкостью ко«денсатораи-С В-фильт ра 2) с тем, чтобы посто нна времени зар да этого конденсатора была несколыко больше, чем шхгго нна времени зар да емкости U-СтД)-фильтра 2. При соблюдении данного услови напр жение на выходе стабилизатора установитс раньше, чем напр жение на конденсаторе 8 достигнет значени У при котором стабилиорон 6 мог бы пробитьс . Таким образом, предотгеращаетс срабатывание защиты в момент включени етабилизатора. В установившемс режиме напр жение на конденсаторе 8 зафиксируетс на уровне , равном разности входного и выходного напр жений с учетом напр жени на стабилитроне. Резистор 9 служит дл ускорени разр да конденсатора 8 после выключени стабилизатора, что дл быстрой подготовки стабилизатора к по&торному включению после срабатьшани зашиты. Данный стабилизатор обладает повышенной надежностью работы за счет обеюпечени защиты от перенапр51жений в питающей сети, четкого запуска стабилизатора при включении под нагрузкой и уп1ющени схемы блока защиты . Кроме тсно, стабилизатор по сравнению с прототипом имеет более высокий КГЩ работы за счет значительного снижени МСЯЕН ности, рассеиваемой в цеп х узла зашиты в рабочем режиме.