SU1275406A1 - Стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД, а также . увеличение диапазона выходного напряжения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит последовательно включенные в силовую цепь датчик 1 тока и регулирующий элемент 2, к общей точке которых первым входом подключен резистивный делитель 3 со смещающим резистором и третьим резистором, выход его соединен с базой первого транзистора 4 защиты, эмиттер этого транзистора подключен к входному выводу, а коллектор через первый резистор 5 - к общей шине стабилизатора .Усилитель 6 обратной связи, выполненный на операционном усилителе, одним из питающих выводов соединен с вторым входом резистивного делителя 3 непосредственно или через стабилитрон 7, другой вывод питания, а также выход усилителя 6 обратной связи через второй резистор 8 подключены к общей шине стабилизатора. Входы усилителя 6 подключены к входам цепи 9 обратной связи, состоящем из источника опорного напряжения на последовательно включенных резисторе 10, диоде 11, стабилитроне 12 и делителя выходного напряжения на резисторах 13 и 14. Первый и второй входы цепи 9 обратной связи подключены к выходным шинам стабилизатора, а третий вход через четвертый резистор 15 соединен с входным выводом. Коллектор второго транзистора 16 защиты соединен с вторым входом делителя 3 и выводом питания усилителя 6 непосредственно или через стабилитрон 7. Эмиттер транзистора 16 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 2, а база транзистора 16 - к общей точке коллектора транзистора 4 и резистора 5. Базаэмиттерный переход транзистора 4 зашунтирован конденсатором 17.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче входного напряжения ток, протекая через датчик 1 тока, эмиттер-базовый переход транзистора 5, открывает транзистору 2 и 16. '' . Входное напряжение поступает на ввод питания усилителя 6. Одновременно 5 через резистор 15 подается напряжение на опорный стабилитрон 12. Резистор 15 выбирают из условия прохождения через него тока большего, чем входной ток операционного усилителя 10 6 и значительно меньшего рабочего тока стабилитрона 12. Диод 11 служит для устранения утечки тока включения усилителя 6 через резистор 15 в низкоомную нагрузку. Благодаря резис15 тору 15 усилитель 6 открывается, и напряжение на его выходе возрастает. Это приводит к увеличению тока через резистор 8, а следовательно, увеличению тока потребления операционного 20 усилителя по выводу питания через транзистор 16 и база-эмиттерный переход регулирующего транзистора 2. При этом эмиттерно-коллекторный переход транзистора 2 полностью открывается 25 и входное напряжение поступает на выход стабилизатора. Через резистор 10 и диод 11 устанавливается рабочий режим стабилитрона 12. При достижении на выходе делителя 13 - 14 цепи 30 9 обратной связи 9 напряжения, равно го напряжению стабилитрона 12, усилитель 6 закрывается, уменьшая ток пот ребления, а следовательно, ток базы регулирующего транзистора 2. Напря₃₅ жение на выходе стабилизатора устанавливается такой величины, которая задается делителем 13 - 14 цепи 9 обратной связи. При всех изменяющихся факторах (входное напряжение, ток 40 нагрузки) выходное напряжение стабилизатора поддерживается постоянным Для увеличения выходного напряже\ ния стабилизатора в цепь питания усилителя 6 устанавливается стабилит45 рон 7, на котором гасится часть входного напряжения стабилизатора так, что напряжение на выводах питания операционного усилителя не превышает допустимых значений. При этом все ос50 тальные условия работы стабилизатора остаются прежними.

В случае увеличения тока нагрузки или короткого замыкания в нагрузке увеличивается падение напряжения ⁵⁵ на датчике 1 тока. Транзистор 4 защиты открывается и шунтирует базаэмиттерные переходы транзисторов 16 и 2. При этом они закрываются. Нап1275406 4 ряжение на выходе стабилизатора падает до нуля, а питание операционного усилителя 6 осуществляется через делитель 3, на выходе которого при прохождении тока питания создается 5 напряжение, удерживающее транзистор 4 в открытом состоянии. Этот режим сохраняется до тех пор, пока устранится перегрузка или короткое замыкание и не будет произведено повторное 10 включение входного напряжения. Конденсатор 17 служит для задержки включения защиты стабилизатора при кратковременных помехах в цепях питания стабилизатора и включения его при 15 наличии большой емкости нагрузки.

Благодаря введенным средствам можно существенно увеличить выходное напряжение стабилизатора (до 120 В вместо 30 В), повысить надежность 20 работы стабилизатора и его защиты, увеличить КПД за счет исключения балластных цепей при питании операционного усилителя непосредственно через цепь управления регулирующего 25 элемента.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитани  радиоэлек тронной аппаратуры. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и КПД, а также . увеличение диапазона выходного напр жени . На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема стабилизатора посто нного напр жени , Стабилизатор содержит последовательно включенные в силовую цепь датчик 1 тока и регулирующий элемент 2, к общей точке которых первым входом подключен резистивный делитель 3 со смещающим резистором и третьим резистором, выход его соединен с базой первого транзистора 4 защиты, эмиттер этого транзистора подключен к входному выводу, а коллектор через первый резистор 5 - к общей шине стабилизатора .Усилитель 6 обратной св зи, выполненный на операционном усилителе, одним из питающих выводов соединен с вторьпм входом резистивного делител  3 непосредственно или через стабилитрон 7, другой вьгаод пи тани , а также выход усилител  6 обратной св зи через второй резистор 8 подключены к общей шине стабилизатора . Входы усилител  6 подключены к входам цели 9 обратной св зи, сос то щем из источника опорного напр жени  на последовательно включенных резисторе 10, диоде 11, стабилитрон 12 и делител  выходного напр жени  на резисторах 13 и 14. Первый и второй входы цепи 9 обратной св зи подключены к выходным шинам стабилизато ра, а третий вход через четвертый резистор 15 соединен с входным вьшо дом. Коллектор второго транзистора 16 защиты соединен с вторым входом делител  3 и выводом питани  усилит л  б непосредственно или через стабилитрон 7. Эмиттер транзистора 16 подключен к управл ющему входу регулирующего элемента 2, а база тран зистора 16 - к общей точке коллекто транзистора 4 и резистора 5, Базаэмиттерный переход транзистора 4 за шунтирован конденсатором 17. Стабилизатор работает следующим образом. При подаче входного напр жени  ток, протека  через датчик 1 тока. 06 эмиттер-базовый переход транзистора 5, открывает транзистор 2 и 16.- , Входное напр жение поступает на ввод питани  усилител  6. Одновременно через резистор 15 подаетс  напр жение на опорный стабилитрон 12. Резистор 15 выбирают из услови  прохождени  через него тока большего, чем входной ток операционного усилител  6 и значительно меньшего рабочего тока стабилитрона 12. Диод 11 служит дл  устранени  утечки тока включени  усилител  6 через резистор 15 в низкоомную нагрузку. Благодар  резистору 15 усилитель 6 открываетс , и напр жение на его выходе возрастает. Это приводит к увеличению тока через резистор 8, а следовательно, увеличению тока потреблени  операционного усилител  по выводу питани  через транзистор 16 и база-эмиттерный переход регулирующего транзистора 2. При этом эмиттерно-коллекторньй переход транзистора 2 полностью открываетс  и входное напр жение поступает на выход стабилизатора. Через резистор 10 и диод 11 устанавливаетс  рабочий режим стабилитрона 12, При достижении на выходе делител  13 - 14 цепи 9 обратной св зи 9 напр жени , равного напр жению стабилитрона 12, усилитель 6 закрываетс , уменьша  ток потреблени , а следовательно, ток базы регулирующего транзистора 2. Напр жение на выходе стабилизатора устанавливаетс  такой величины, котора  задаетс  делителем 13 - 14 цепи 9 обратной св зи. При всех измен ющихс  факторах (входное напр жение, ток нагрузки) выходное напр жение стабилизатора поддерживаетс  посто нным. Дл  увеличени  выходного напр жени  стабилизатора в цепь питани  усилител  6 устанавливаетс  стабилитрон 7, на котором гаситс  часть входного напр жени  стабилизатора так, что напр жение на выводах питани  операционного усилител  не превьш1аег допустимых значений. При этом все остальные услови  работы стабилизатора остаютс  прежними. В случае увеличени  тока нагрузки или короткого замыкани  в нагрузке увеличиваетс  падение напр жени  на датчике 1 тока. Транзистор 4 защиты открываетс  и шунтирует базаэмиттерные переходы транзисторов 16 и
2. 2. При этом они закрываютс . Нап3 р жение на выходе стабилизатора падает до нул , а питание операдионного усилител  6 осуществл етс  через делитель 3, на выходе которого при прохождении тока питани  создаетс  напр жение, удерживаищее транзистор 4 в открытом состо нии. Этот режим сохран етс  до тех пор, пока устранитс  перегрузка или короткое замыка ние и не будет произведено повторное включение входного напр жени . Конденсатор 17 служит дл  задержки вклю чени  защиты стабилизатора при кратковременных помехах в цеп х питани  стабилизатора и включени  его при наличии большой емкости нагрузки. Благодар  введенным средствам можно существенно увеличить выходное напр жение стабилизатора (до 120 В вместо 30 В), повысить надежность работы стабилизатора и его защиты, увеличить КПД за счет исключени  балластных цепей при питании операционного усилител  непосредственно через цепь управлени  регулирующего 25 элемента. Формулаизобретени  1. Стабилизатор посто нного напр -зо

   жени , содержащий- последовательно включенные между входным и выходным вьшодами датчик тока и регулирующий элемент, первый транзистор защиты, эмиттером подключенный к входному вьшоду, базой через резистор смещени  - к общей точке соединени  датчика тока и регулирук цего элемента.

   выходом источника опорного напр жени  и входным выводом.

   , 2. Стабилизатор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  диапазона выходного напр жени , в него введен стабилитрон, включенньй в цепь другого питающего вывода усилител  обратной св зи. 064 а коллектором св занный с базой второго транзистора защиты, конденсатор, одним вьшодом подключенный к базе первого транзистора, усилитель обратной св зи, выполненный на операцион- , ном усилителе,, входы которого по отдельности подключены к выходу источника опорного напр жени  и к выходу делител  выходного напр жени  цепи обратной св зи, а один из питающих вьгоодов соединен с общей шиной, первый резистор, включенныймежду базой второго транзистора защиты и общей шиной, и второй резистор, одним вьшодом пqдключeнный к выходу операционного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  надежности и КПД, в него ;введены третий и четвертый резисторы, при этом другой питающий вывод операционного усилител  подключен к коллектору второго транзистора защиты и - 1 через третий резистор - к базе первого тракзистора защиты, другой вьтод второго резистора подключен к общей дшне, эмиттер второго транзистора соединен с управл ю1Щ1м входом регулирующего элемента, другой вывод конденсатора соединен с входным выводом, четвертый резистор включен между