SU1140107A1 - Стабилизатор посто нного напр жени с защитой - Google Patents

Abstract

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий последовательный регулирующий элемент , выполненный по схеме составного транзистора на однотипных по проводимости транзисторах, коллектор выходного транзистора которого соединен с входным выводом, измерительноусилительный узел обратной св зи, подключенный относительно общей шины входом и выходом соответственно к выходному выводу и управл ющему входу регулирующего элемента, резистивный датчик тока, включенный между эмиттером выходного транзистора регулирукщего элемента и выходным выводом, транзистор защиты, подключенный эмиттером и коллектором соответственно к выходному вьшоду и управл ющему входу регулирующего элемента, резистор св зи, подключенный одним вьюодом к промежуточному базовому выводу регулирующего элемента, опор|5 / . -, л.„ ный делитель напр жени , состо щий из опорного элемента, резистивного делител  и балластного резистора, при этом опорный элемент соединен . одним выводом с эмиттером выходного транзистора регулирующего элемента, другим - с одним из выводов балластного резистора, а резистивный делитель подключен параллельно опорному элементу, отличающийс  тем, что, с целью оовьппени  стабильности порога срабатывани  защиты, повьш1ени  стабильности выходного тока в режиме короткого замыкани  и обеспечени  надежного запуска стабилизатора , в него введены второй резистор св зи и диод, соединенные одними выводами с другим выводом первого резистора св зи, а другими соответственно с базой транзистора защиты и средним выводом резистивного делител , дополнительный источник напр жени , включенный между другим вьшодом балластного резистора и общей щиной, и узел включени , состо щий из первого диода, подключенного одним вьюодом к другому выводу перiBOro резистора св зи, конденсатора, включенного между другим выводом указанного диода и общей шиной, и цеп  из параллельно соединенных второго диода и резистора, включенной между общей Точкой соединени  указанного первого диода и конденсатора и управл ющим входом регулирующего элемента.

Description

1 Изо.бретение относитс  к электротехнике и может быть применено в стабилизированных источниках вторичного электропитани . Известен стабилизатор посто нного напр жени  с зап той, содержащий последовательный регулирующий элемент , выполненный на составном транзисторе , включенный между ним и выходным выводом датчик тока и подключенный к нему через элементы смещени транзистор защиты, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с выходным вьшодом Иуправл ющим входом регулирующего элемента CU Недостатком данного устройства  вл етс  нестабильность порога срабатьшани  защиты по току, завис щего от температуры и рассеиваемой мощности на регулирукщем элементе, а также от входного напр жени . Наиболее близок к предлагаемому стабилизатор посто нного напр жени  с защитой, содержащий последовательный регулирующий элемент, выполненны по схеме составного транзистора на однотипных по проводимости транзисторах 5 коллектор выходного транзистора которого соединен с входным выводом , измерительно-усилительный узел обратной св зи, подключенньш входом и выходом относительно общей вшны соответственно к выходному выводу и управл кмцему входу регулирующего элемента, резистивный датчик тока, включенный между эмиттером выходного транзистора регулирующего элемента и выходным выводом, транзис тор защиты, подключенный эмиттером и коллектором соответственно к выходному выводу и к управл ющему вход регулирующего элемента, резистор св зи, подключенный одним выводом к промежуточному базовому выводу регулирующего элемента, опорный делитель напр жени , состо щий из опорного элемента, резистивного делител  и балластного резистора, при этом опорный элемент включен между эмиттером выходного транзистора регулирующего элемента и одним из выводов балластного резистора, другой вывод которого соединен с общей шиной, резистивный делитель подключен парал лельно опорному элементу, другой вьшод резистора св зи подключен к первому среднему выводу резистивного делител , второй средний вывод кото7 рого соединен с базой транзистора защиты C2j. Недостатком известного стабилизатора  вл етс  низка  стабильность порога срабатывани  защиты. При нагреве составного регулирующего транзистора (температура нагрева определ етс  током нагрузки, напр жением между коллектором и эмиттером составного регулирующего транзистора) напр жение на переходе эмиттер - база уменьшаетс , что привЪдит к увеличению тока порога срабатывани  транзистора защиты. В режиме короткого замыкани  по мере нагрева силового регулирующего транзистора уменьшаетс  напр жение на переходе эмиттер - база , что увеличивает токонагрузку в режиме короткого замыкани . Цель изобретени  - повьшение стабильности порога срабатывани  защиты, повышение стабильности выходного тока в режиме короткого замыкани  и обеспечение надежного запуска. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизатор посто нного напр жени  с защитой, содержащий последовательный регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора на однотипных по прово-. димости транзисторах, коллектор выходного транзистора которого соединен с входным выводом, измерительноусилительный узел обратной св зи, подключенный относительно общей шины входом и выходом соответственно к выходному выводу и управл ющему входу регулирующего элемента,- резистивный датчик тока, включенный между эмиттером выходного транзистора регулирующего элемента и выходным выводом , транзистор защиты, подключенный эмиттером и коллектором соответственно к выходному вьюоду и управл ющему входу регулирующего элемента, резистор св зи, подключенный одним выводом к промежуточному базовому вьшодурегулирующего элемента, опорный делитель напр жени , состо щий из опорного элемента, резис.тивного делител  и балластного резистора, при этом опорный элемент соединен одним вьюодом с эмиттером выходного транзистора регулирующего элемент,а, другим - с одним из выводов балластного резистора, а резистивный делитель подключен параллельно опорному элементу, введены второй резистор

св зи и диод, соединенные одними выводами с другим выводом первого резистора св зи, а другими соответственно с базой транзистора защиты и средним выводом резистивного делител , дополнительный источник напр жени , включенный между другим выводом балластного резистора и общей шиной, и узел включени , состо щий из первого диода, подключенного одним выводом к другому выводу первого резистора св зи, конденсатора, включенного между другим выводом указанного диода и общей шиной, и цепи из параллельно соединенных второго диода и резистора, включенной между общей точкой соединени  указанного первого диода и конденсатора и управл ющим входим регулирующего элемента.

На чертеже представлена принцйпиальна  электрическа  схема стабилизатора посто нного напр жени  с защитой ..

К источнику 1 входного напр жени  подключен стабилизатор с последовательным регулирую111нм элементом, выполненным по схеме составного транзистора с выходным транзистором 2 и входным транзистором 3, последовательно с которым включен резистивный датчик 4 тока, соединенный с выходным выводом, к которому относительно общей шины подключен вход измерительно-усилительного узла 5 обратной св зи и нагрузка 6. Первый резистор 7 св зи соединен одним выводом с промежуточным базовым выводом регулирующего элемента. Резистивный делитель выполнен на резисторах 8 и 9 и через балластный резистор 10 и дополнительньй источник 11 напр жени  соединен с общей шиной. Транзистор 12 защиты эмиттером соединен с выходным выводом , а коллектором - с управл ющим входом регулирующего элемента - баЗОЙ транзистора 3, к которому подключен также вьпсод узла 5. Диод 13 включен между первым резистором св зи 7 и средним выводом резистивного делител  на.резисторах 8 и 9. Второй резистор 1А св зи включен между базой : транзистора 12 и общей точкой соединени  резистора 7 и диода 13, к которой подключен также диод 15 узла включени , состо щего также из конденсатора 16 и параллельной цепи из диода 17 и резистора 18, включенной между общей точкой соединени  диода

15 и конденсатора 16 и управл ющим входом регулирующего элемента.

Измерительно-усилительный узел обратной СЕЯзи состоит из резистора 19, диодов 20 и 21, делител  выходного напр жени  на резисторах 22 и 23,источников 24 и 25 опорногб напр жени  и питани  усилител  26.

Опорный делитель напр жени , кроме элементов В - 10, содержит опорньй элемент 27, включенный между балластным резистором 10 и эмиттером выходного транзистора регулирующего элемента, параллёльно опорному элементу 27 подключен резистивный делитель на резисторах 8 и 9.

Устройство работает следующим .образом.

Приподаче напр жени  питани  поддержание выходного напр жени  обеспечиваетс  работой измерительноусилительного узла 5 обратной св зи

Защита стабилизатора от перегрузо по току и короткого замыкани  обеспечиваетс  ограничением уровн  выходного тока с помощью транзистора 12 защиты, который шунтирует составной транзистор при превьш1ении выходньм током заданного значени  или при коротком замыкании на выходе. При уст .ранении перегрузки или короткого замыкани  транзистор 12 закрываетс  и действие защиты прекращаетс .

В режиме перегрузки через транзистор защиты 12 и входную цепь протекает ток, определ емый элементом 19, в качестве которого может быть использован резистор или стабилизатор тока. При переходе в режим перегрузки диод 20 закрываетс , цепь отрицательной обратной св зи разрываетс  и усилитель 26 не вли ет на работу

устройства в аварийномрежиме, г

Включение опорного нелинейного элемента 27 предотвращает изменение порога срабатывани  защиты при изменении выходного напр жени  стабилизаторов в широком диапазоне его изменени . При использовании данной схемы в стабилизаторе с фиксированным значением выходного напр жени  нелинейный элемент можно исключить. Ток делител  через резисторы 8 и 9 выбираетс  намного больше тока через резистор 7. При этом значзние сопротивлени  резистора 8 значительно меньше значени  сопротивлени  резистора 7.

При изменении температуры окружающей среды измен етс  как порог отпирани  транзистора 12, так и напр жение на диоде 13, законы изменени  которых можно обеспечить одинако выми при применении специальных мер, например при использовании транзисторных сборок дл  реализации данных элемейтов в виде интегральной микросхемы . Это позвол ет обеспечить посто нство тока срабатывани  защиты от температуры.

При  зменении мощности, рассеиваемой транзистором 2, измен етс  температура р-п-переходов составного транзистора, а следовательно, и напр жение на переходе база - эмиттер транзистора 2. В предлагаемом устройстве вли ние данного дестабилизирующего фактора на значение тока срабатывани  защиты меньше, чем в прототипе, так как напр жени  на кремниевом диоде 13 и на резисторе 8 при изменении тока первого резистора 7 измен ютс  незначительно.

В режиме перегрузки транзистор 12 приоткрываетс , выходное напр жение резко уменьшаетс , что приводит к закрьшанию опорного нелинейного элемента 27, уменьшению тока делител на резисторах 8 и 9 и увеличению положительного напр жени  на базе транзистора 12. Это приводит к еще большему открьюанию транзистора 12 и уменьшению выходного тока через нагрузку , которое, в свою очередь, приводит к еще большему уменьшению тока делител  на резисторах 8 и 9.

В результате этого (при напр жении дополнительного источника питани равного нулю) диод 13 закрываетс , транзистор 12 полностью открываетс  за счет тока-через резистор 7 и выходной ток стабилизатора становитс  близким к нулю. .Дл  обеспечени  отпи рани  транзистора защиты 12 составной транзистор 2 должен состо ть не менее чем из двух транзисторов. Таки образом, в данном режиме устройство имеет триггерные свойства без дополнительных элементов пам ти (триггеров , тиристоров), что обеспечивает возможность перехода схемы при отключении нагрузки в рабочий режим работы .

При требовании обеспечени  заданного значени  тока при коротком замыкании на выходе напр жение дополнительного источника 11 должно быть отрицательным . Измен   значение напр жени , можно установить значение ток короткого замыкани  в требуемом диапазоне .

В данном режиме устройство работает аналогично режиму включени  срабатывани  защиты, описанному вьш1е Стабильность тока короткого замьжани высока и определ етс  теми же факторами , что и при срабатывании защиты. Транзистор 12, шунтиру  составной транзистор 2 и 3, поддерживает заданный ток короткого замыкани , определ емый напр жением источника 11. Напр жение данного источника определ ет ток через резисторы 8 - 10, который в данном режиме меньше тока в рабочем режиме.

При больших напр жени х источника 11 опорный элемент 27 открываетс  и преп тствует увеличению тока через резисторы В и 9.

Дл  предотвращени  перехода стабилизатора в режим огра1|ичени  тока при включении в стабилизаторе применена схема кратковременного отключени  схемы защиты при включении стабилизатора или при переходе из режима ограничени  тока в рабочий режим.

При включении напр жение на конденсаторе 16 равно нулю и он зар жаетс  через диод 15 и резистор 7. Падение напр жени , возникающее на резисторе 7 за счет данного тока, запирает транзистор 12 защиты на врем  переходных процессов в стабилизаторе . Одновременно ток зар да конденсатора 16 протекает через резистор 18, 3Ha4eHTie которого выбираетс  на пор док и вьш1е значени  резистора 7. По окончании зар да диод 15 закрываетс  и конденсатор 16 не вли ет на работу схемы. Диод 17 предназначен дл  ускорени  разр да конденсатора 16 при перегрузках.

Введенные средства позвол ют повысить стабильность порога срабатывани  защиты, стабильность выходного тока в режиме короткого замыкани  и обеспечить надежный запуск стабилизатора .

Claims (1)

1. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий последовательный регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора на однотипных по проводимости транзисторах, коллектор выходного транзистора которого соединен с входным выводом, измерительно-, усилительный узел обратной связи, подключенный относительно общей шины входом и выходом соответственно к выходному выводу и управляющему входу регулирующего элемента, резистивный датчик тока, включенный между эмиттером выходного транзистора регулирующего элемента и выходным выводом, транзистор защиты, подключенный эмиттером и коллектором соответственно к выходному выводу и управляющему входу регулирующего элемента, резистор связи, подключенный одним выводом к промежуточному базовому выводу регулирующего элемента, опор- ный делитель напряжения, состоящий из опорного элемента, резистивного делителя и балластного резистора, при этом опорный элемент соединен . одним выводом с эмиттером выходного транзистора регулирующего элемента, другим - с одним из выводов балластного резистора, а резистивный делитель подключен параллельно опорному элементу, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности порога срабатывания защиты, повышения стабильности выходного тока в режиме короткого замыкания и обеспечения надежного запуска стабилизатора, в него введены второй 3 резистор связи и диод, соединенные одними выводами с другим выводом первого резистора связи, а другимисоответственно с базой транзистора защиты и средним выводом резистивного делителя, дополнительный источник напряжения, включенный между другим выводом балластного резистора и общей шиной, и узел включения, состоя щий из первого диода, подключенного одним выводом к другому выводу первого резистора связи, конденсатора, включенного между другим выводом указанного диода и общей шиной, и цепи из параллельно соединенных второго диода и резистора, включенной между общей точкой соединения указанного первого диода и конденсатора и управляющим входом регулирующего элемента.

   SU ,,„1140107

   1 140107