SU857952A1 - Стабилизатор напр жени посто нного тока с защитой от токовых перегрузок - Google Patents

Description

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и предназначено для использования в блоках питания различной электрон: ой аппаратуры. Особенно целесообразно его применение в тех случаях, когда ток нагрузки может изменяться в широких пределах (например для питания мощных усилителей низкой¹ частоты). Изобретение может найти применение и в тех устройствах, где ранее установка стабилизаторов со схёмой токовой защиты считалась нецелесообразной, например в преобразователях механических величин в электрические.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, имеющий защиту от токовых перегрузок, устройство защиты представляет собой отдельную схему, либо воздействующую· на регулирующий транзистор стабилизатора, либо имеющую собственный ключевой элемент, датчиком тока нагрузки обычно служит ниэкоомное сопротивление, включенное в ее цепь. Падение напряжения на этом сопротивлении сравнивается с некоторой пороговой величиной. При превышении этой величины схема защиты срабатывает и отключает стабилизатор от нагрузки [11.

Стабилизаторы напряжения! с защитой, построенной таким образом, ока5 зываются в целом сравнительно сложными. Кроме того, на сопротивлении, включенном в цепь нагрузки, теряется некоторая часть входного напряжения стабилизатора (до 1 - 1,5 В) и рассвивается значительная мощность (что особенно существенно для стабилизаторов, рассчитанных на невысокое напряжение и большой ток). Наконец, для приведения защитного устройства в 15 исходное состояние необходимо кратковремнно отключать стабилизатор от сети.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является стабилизатор 20 напряжения постоянного тока с защитой от токовых перегрузок, содержащий регулирующий транзистор, соединенный эмиттером с входной клеммой, управляющий транзистор обратного типа 25 проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, и мостовую схему сравнения, плечи которой образованы стабилитроном и резисторами, при этом ее 30 входная диагональ подключена к кол3 лектору регулирующего транзистора и общей шине, а эмиттер - базовый переход управляющего транзистора подключен к выходной диагонали мостовой схемы [2].

В этом стабилизаторе схема защиты как таковая отсутствует ограничение тока нагрузки достигается благодаря оригинальному построению собственно стабилизирующей схемы. Однако ток короткого замыкания очень мал. В самом деле, когда напряжение, снимаемое с выходной диагонали мостовой схемы, меньше 0,3-0,6 В, транзисторы стабилизатора оказываются практически полностью закрытыми. Коллекторный ток регулирующего транзистора может оказаться недостаточным даже для создания тех же 0,3-0,6 В на выходной диагонали мостовой схемы сравнения. Это значит, что на выходе стабилизатора даже при отключенной нагрузке не восстановится нормальное напряжение, т.е. схема в таком виде может оказаться неработоспособной.

Цель изобретения - расширение диапазона работы по току и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что стабилизатор напряжения постоянного тока с защитой от токовых перегрузок снабжен дополнительным источником опорного напряжения, включенным в контур, образованный переходом эмиттер - база управляющего транзистора и соединенными на общей шине резистивными плечами мостовой схемы сравнения.

На чертеже приведена схема предлагаемого стабилизатора напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, подключенный эмиттером к входной клемме ст; билизатора, а коллектором - к его выходной клемме. К выходу стабилизатора (между выходной и общей клеммами) подключчена одной диагональю мостовая схема сравнения, образованная резисторами 2, 3 и 4 и опорным стабилитроном 5. Во вторую диагональ схемы сравнения включен переход эмиттер -база управляющего транзистора 6. Его коллектор соединен с базой регулирующего транзистора 1. Дополнительный источник 7 опорного напряжения, образованный, например, последовательно соединенными диодами 8 и 9 и резистором 10 подпитки, включен между резистором 3 мостовой схемы сравнения и общей клеммой стабилизатора. Другой вывод резистора 10 подпитки соединен с входной клеммой стабилизатора.

В качестве источника 7 опорного напряжения может быть использован также резистивный делитель напряжения. Для стабилизации напряжения на источнике 7 между входной и общей клеммой стабилизатора может быть (при необходимости) включена цепочка из последовательно соединенных резистора 11 и стабилизатора 12 (на чертеже показаны пунктиром).

Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.

Всякое изменение выходного напряжения через стабилитрон 5 полностью передается на эмиттер транзистора 6, а на его базу (через резисторы 2 и 3) - лишь частично. Это приводит к изменению напряжения на эмиттерном переходе транзистора 6 и следовательно к изменению его базового тока. При этом снижение выходного напряжения вызывает увеличение базового тока и наоборот. Изменение базового .тока транзистора 6 вызывает соответствующее изменение его коллекторного тока, который в свою очередь, протекая через эмиттерный переход транзистора 1, управляет его коллекторным током. Новое значение коллекторного тока транзистора 1 восстанавливает нормальное напряжение на выходе стабилизатора.

Максимальный ток нагрузки стабилизатора определяется сопротивлением резистора 4. При некотором токе нагрузки эмиттерный ток транзистора 6 становится равным току, протекающему через резистор 4. При этом стабилитрон 5 закрывается. В этом режиме снижение выходного напряжения (вызванное дальнейшим ростом тока нагрузки) передается только на базу транзистора 6 и, закрывая его, приводит к уменьшению коллекторного тока транзистора 1, т.е. закрывание транзисторов 1 и 6 происходит лавинообразно.

Ток, отдаваемый схемой в режиме короткого завдкания, определяется из следующих соотношений. Часть напряжения источника 7 (диодов 8 и 9) через делитель напряжения, образуемый резисторами 2 и 3, поступает на базу транзистора б, и за вычетом напряжения на его эмиттерном переходе прикладывается к резистору 4. Ток, протекающий при этом через резистор 4, практически равен току базы транзистора 1, коллекторный ток которого определяется отсюда коэффициентом усиления транзистора.

Таким образом, предлагаемая схема позволяет получить любой по величине (в пределах от нуля до тока опрокидывания) ток короткого замыкания и при этом (в отличие от извест-’ ного) увеличение тока короткого замыкания не приводит к появлению неуправляемого начального тока в режиме стабилизации.

Claims (2)

1.Радио, 1977, 2, с. 46-48.

2.Радио, 1974, 10, с. 46-47.

ilfx.

I

4 I

+ 0ибмх .

ю-Ь