SU1700548A1

SU1700548A1 - Стабилизатор напр жени посто нного тока

Info

Publication number: SU1700548A1
Application number: SU904786780A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Баконин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1991-12-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитани . изобретени - повышение КПД и надежности путем повышени эффективности защиты от перегрузок по току. Стабилизатор содержит последовательно включенные в силовую шину датчик 1 тока и регулирующий элемент 2, усилитель 7 обратной св зи, первый 6 и второй 7 транзисторы защиты, резистивный делитель 3 смещени . Введенные элементы (первый 1 и второй 15 диоды смещени , второй резистивный делитель И смещени , источник 17 напр жени смещени , делитель 21 выходного напр жени защиты) в сочетании с введенными св з ми между ними и известными элементами за счет уменьшени падени напр жени на датчике тока при срабатывании защиты увеличивают КПД устройства и одновременно обеспечивают его автоматический возврат в рабочее состо ние после сн ти перегрузки или короткое замыкание, 1 ил. (Г с

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитани

Цель изобретени - повышение КПД и надежности путем повышени эффективности защиты от перегрузок по току и коротких замыканий.

На чертеже приведена схема предлагаемого стабилизатора напр хени посто нного тока.

Стабилизатор содержит последовательно включенные в силовую шину датчик 1 тока и регулирующий элемент 2,

к общей точке которых одним входом подключен первый резистивный делитель 3 смещени , параллельно которому включен первый диод 4 смещени , соединенный через второй балластный резистор 5 с общей шиной. Первый транзистор 6 защиты эмиттером соединен с входным выводом, а коллектором - с точкой соединени управл ющего входа регулирующего элемента 2 с выходом усилител 7 обратной св зи, один вход которого подключен к выходу источника 8 опорного напр жени на последовательно включенных

ел

4

ОС

з1

между выходным выводом и общей шино стабилитроне 9 и первом балластном резисторе 10, а другЪй вход соедине с выходом первого делител 11 выходного напр жени на последовательно включенных между выходным выводом и общей шиной резисторах 12, 13. Втрой резистивный делитель 14 смещени и второй диод смещени 15 соет динены параллельно друг другу; одна точка их соединени подключена к выходу первого резистивного делител 3 смещени , а друга - к коллектору второго транзистора 16 защиты Выход второго редистивного 14 делител смещени соединен с базой первого транзистора 6 защиты. База второго транзистора 16 защиты подключена к выходу источника 17 напр жени смещени на последовательно вкл . ченных между входным выводом и обще шиной третьем балластном резисторе- 18 и двух последовательно соединенн диодах 19, 20., Эмиттер второго транзистора 16 защиты подключен к выходу второго делител 21 выходного напр жени защиты на последовательно включенных между выходным выводо и общей шиной двух резисторах 22, 23.

Стабилизатор работает следующим образом.

В цепи обратной св зи, содержащий источник 8 опорного напр жени и делитель 11 выходного напр жени , осуществл етс сравнение части выхоного напр жени стабилизатора и опоного напр жени на стабилитроне Э, сигнал рассогласовани которых пост пает на вход усилител 7 обратной св зи. Усиленный сигнал рассогласовани с выхода усилител 7 обратной св зи поступает на управл ющий вход регулирующего элемента 2 и оказывает благодар отрицательной обратной св зи в цепи на него воздействие , которое стабилизирует выходное напр жение при изменени х как входного напр жени , так и тока нагрузки стабилизатора, В исходном состо нии стабилизатора (при токах нагрузки, не превышающих номинальное значение) первый б и второй 16 транзисторы защиты наход тс в закрытом состо нии. Управл ющее напр жение на база-эмиттерном переходе второго транзистора 16 защиты опредл етс уравнением

US916 UZ(

(О

0

5

0

5

0

где U ( - выходное напр жение источника 17 напр жени (напр жение на диодах 19, 20), Ug( - выходное напр жение делител 21 выходного напр жени защиты.

Коэффициент делени , определ емый отношением сопротивлений резисторов 22, 23 делител 21, выбираетс таким образом, чтобы обеспечивалось в исходном состо нии условие

иггэ(

при котором, учитыва , что напр жение равно ,2 В,выходное напр жение U-ц делител 21 должно быть не менее 0,7-0,8 В. В этом случае второй транзистор 16 защиты будет закрыт, а по цепи второй резистивный делитель 14 смещени и второй диод 15 смещени , ток не течет. Следовательно, напр жение на выходе второго резистивного делител 14 равно нулю. Управл ющее напр жение на база-эмиттер- ном переходе первого транзистора 6 защиты при этом

U +

и

1)

(2)

9

5

0

5

- выходное напр жение первого резистивного делител 3 смещени ;

U( - падение напр жени на датчике 1 тока.

Благодар тому, что первый диод 4 смещени включен параллельно первому резистивному делителю 3 смещени и запитан от входного напр жени стабилизатора через второй балластный резистор 5, выходное напр - 5 жение Ug первого резистивного делител 3 смещени практически посто нно независимо от режима стабилизатора (исходное состо ние, перегрузка по току или короткое замыкание) |и почти не зависит от изменений входного напр жени . Выходное напр жение U j может быть выбрано равным 0,3-0,4 В. Тогда, как следует из уравнени (2), падение напр жени U 4 на датчике 1 тока в исходном состо нии стабилизатора должно быть не более 0,1-0,2 В, дл того, чтобы первый транзистор 6 защиты был закрыт. , При возникновении перегрузки стабилизатора по току или короткое замыкание увеличиваетс паление напр жени U на датчике 1 тока. Когда это напр жение достигает знамени , равного 0,2-0,3 В первый транзистор 6 защиты открываетс , шунтиру база- эмиттерный переход транзистора ре- гулирующего элемента 2, который при этом подзапираетс . Напр жение iHa выходе стабилизатора начинает падать. В результате уменьшаетс выходное напр жение 11 делител 21 выходного напр жени защиты, возрастает управл ющее напр жение на база-эмиттерном переходе второго транзистора 16 защиты и при достижении этого напр жени значени пор дка 0,6 В второй транзистор 16 защиты открываетс . Коллекторный ток второго транзистора 16 защиты, протека по цепи - второй резистивный делитель 14 смещени и второй диод 15 смещени , создает на выходе второго резистивного делител 14 сме- щени напр жени U, дополнительно отпирающее первый транзистор 6 защиты . Это вызывает резкое уменьшение тока на выходе стабилизатора, так как происходит процесс лавинообразно го подзапирани регулирующего элемента 2. При этом выходное напр жение U(4 второго резистивного делител 14 смещени имеет фиксированное значение, определ емое выбранным коэффициентом делени второго резистивного делител 14 смещени ., Причем благодар второму диоду 15

смещени напр жение Ui резко возрастает лишь при отпирании второго транзистора 16 защиты и в дальнейшем практически не мен етс и не зависит от изменений тока коллектора второго транзистора 16 защиты. При этом управл ющее напр жение на база-эмиттерном переходе первого транзистора 6 защиты определ етс уравнением

%эб U3 + и + (3)

Поскольку напр жение U регулируетс выбором коэффициента делени второго резистивного делител 14 смещени , как следует из уравнени (3), падение напр жени U на датчик 1 тока и, следовательно, ток короткого замыкани стабилизатора могут быть выбраны определенно

заранее заданного значени , в том числе не равного нулевому, благодар чему в описываемом стабилизаторе обеспечиваетс автоматический возврат после сн ти перегрузки по току или короткому замыканию. Как следует из уравнени (3), если прин ть при коротком замыкании следующие значени напр жений: U равным 0,3 В, U {4 равным 0,25 В, падение напр - жени U ( на датчике 1 тока составит 0,1 В. Если в исходном состо нии стабилизатора падение напр жени „U,, составл ет 0,2 В, это означает, что ток короткого замыкани составл ет половину номинального тока нагрузки. Учитыва , что датчик 1 тока включен в силовую шину и по нему протекает ток нагрузки стабилизатора , выигрыш по мощности (до единиц Ватт) и соответственно увеличение КПД предлагаемого устройства будет существенным. Соответственно этому будет выше и КП/1 предлагаемого стабилизатора напр жени .

Claims

Формула изобретени

Стабилизатор напр жени посто нного тока, содержаний последовательно включенные между входным и выходным выводами датчик тока и регулирующий элемент, первый транзистор защиты, эмиттер которого подключен к входному выводу, первый резистивный делитель смещени , один вывод которого подключен к точке соединени датчика тока и регулирующего

элемента, второй транзистор защиты, усилитель обратной св зи, один вход которого подключен к выходу источника опорного напр жени на последовательно включенных между выходным

выводом и общей шиной стабилитроне и первом балластном резисторе, другой вход подключен к выходу делител выходного напр жени цепи обратной св зи на последовательно включенных

между выходным выводом и общей шиной двух резисторах, отличающийс тем, что, с целью повышени КПД и надежности путем повышени эффективности защиты от перегрузок

по току и коротких замыкании, в него введены первый и второй диоды смещени , второй балластный резистор, второй делитель выходного напр жени , второй резистивный делитель

смещени и источник напр жени смещени , причем катод первого диода сщени подключен к точке соединени датчика тока, регулирующего элемента и первого резистивного делител смещени , а анод через второй балластный резистор соединен с общей шиной, второй резистивный делитель смещени и второй диод смещени со- единены параллельно, причем один электрод диода подключен к выходу первого резистивного делител смещени , а другой - к коллектору второго транзистора защиты, выход вто- рого резистивного делител смещени соединен с базой первого транзистора защиты, коллектор которого подключен к точке соединени входа регулирующего элемента и выхода усилител обратной св зи, база второго транзистора защиты подключена к выходу источника напр жени смещени , состо щего из последовательно включенных между входным выводом и общей шиной третьего балластного резистора и двух последовательно соединенных диодов, эмиттер второго транзистора защиты подключен к выходу второго делител выходного напр жени защиты, состо щего из последовательно включенных между выходным выводом и общей шиной резисторов.

I I