SU1756872A1 - Стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Использование: дл  питани  радиоэлектронной аппаратуры общего применени , в частности блоков ЭВМ, Сущность изобретени : стабилизатор содержит силовой п-р-п- транзистор 4, фильтр 5, делитель напр жени  16, источник опорного напр жени  15, два управл ющих п-р-п-транзи- стора 11 и 14, резистор 13, два p-n-р транзистора 9 и 10, датчик тока 3 и третий p-n-р транзистор 17. Схема отличаетс  простотой и обеспечивает защиту стабилизатора от перегрузок по току. 1 з.п. . 2 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение главным образом дл  питани  радиоэлектронной аппаратуры общего применени , в частности блоков ЭВМ,i

Известен стабилизатор посто нного напр жени , который содержит силовой п-р- п-транзистор, DLC-фильтр, делитель напр жени , резистор, блок управлени , четыре управл ющих n-p-n-транзистора и один р-п-р-транзистор, ч

Основным недостатком стабилизатора  вл етс  его сложность,

Известен также стабилизатор посто нного напр жени , Содержащий силовой транзистор, DLC-фильтр, усилитель напр жени , резистор, блок управлени  и управл ющий транзистор.

Основным недостатком этого стабилизатора  вл етс  отсутствие защиты при коротких замыкани х в нагрузке.

На.иболее близким к предлагаемому  вл етс  стабилизатор посто нного напр жени , содержащий датчик тока, силовой п-р-п-транзистор, DLC-фИлЪтр, первый и второй p-n-p-транзисторы, первый управл ющий n-p-n-транзистор, первый резистор ,второйуправл ющий n-p-n-транзистор, источник опорного напр жени  и делитель напр жени . При этом последовательно между входным и выходным выводами включены датчик тока, силовой n-p-n-транзистор и дроссель „ DLC-фильтра, конденсатор которого вклю- чен между выходными выводом и общей ши- 4 ной. Эмиттеры первого и второго р-п-р-транзисторов соединены с крайними выводами датчика тока, а базы соединены между, собой и подключены к коллектору второго p-n-p-транзистора. Эмиттер первого управл ющего n-p-n-транзистора подключен к общей шине. Первый вывод первого резистора соединен с общей шиной , а второй вывод подключен к базе пер- вого управл ющего п-р-п-транзистора, База второго управл ющего п-р-п-транзи- стора соединена с/юложи тельным полюсом источника опорного напр жени , отрицательный полюс которого подключён к общей шине. Эмиттер второго управл ющего n-p-n-транзистора соединен с выходом делител  напр жени , включенного между выходным выводом и общей шиной, а коллектор соединен с общей точкой баз первого и второго p-n-p-транзисторов и коллектора второго р-п-р-транзистора.

Основной недостаток известного устройства состоит в сложности конструкции и повышенной стоимости комплектующих изделий .

Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства..

Сущность изобретени  состоит в том, что стабилизатор посто нного напр жени 

5 содержит включенные последовательно между входным и выходным выводами датчик тока, силовой n-p-n-транзистор и дроссель DLC-фильтра, конденсатор которого включен между выходным выводом и общей

0 шиной. Имеютс  первый и второй р-п-р транз исторы , эмиттеры которых соединены

с крайними выводами датчика тока, а базы

соединены между собой и подключены к

коллектору второго р-п-р-трзнзистора.

5 Имеютс  также первый управл ющий п-р- п-транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, и первый резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод подключен к базе первого уп0 равл ющего п-р-п-тран зйстора

Имеетс  второй управл ющий п-р-п- транзистор, база которого соединена с положительным полюсом источника опорного напр жени , отрицательный полюс кЧэторо5 го подключен к общей шине, эмиттер соединен с выходом дёлиfeл  напр жени , включенного между выходным выводом и общей шиной, а коллектор соединен с общей точкой баз первого и второго р-п-р0 транзисторов и коллектора второго р-п-р-транзистора.

В стабилизатор введен третий р-п-р- транзистор, а датчик тока снабжен отводом, При этом эмиттер третьего р-п-р-транзи5 стора соединен с отводом датчика тока, коллектор подключён к общей точке базы первого управл ющего n-p-n-транзистоа и первого резистора, а база - к общей точке баз первого и второго p-ri-p-транзисторов,

40 коллектора второго р-п-р-транзистора и коллектора второго управл ющего п-р-п- транзистора. При этом коллектор первого управл ющего п-р-п транзистора подключен к базе второго управл ющего п-р-п45 транзистора, а коллектор первого р-п-р-транзистора соединен с базой силового п-р-п-транзистора.

Источник опорного напр жени  выполнен на стабилитроне, параллельно которо50 му подключен конденсатор, причем анод стабилитрона использован в качестве отрицательного полюса источника опорного напр жени , а катод стабилитрона, через второй резистор соединенный с ёходный

55 выводом, использован в качестве полбжи- тельного полюса источника опорного напр жени .

На фиг. 1 показана принципиальна 

электрическа  схема предлагаемого стабилизатора посто нного напр жени ; на фиг.

2 - временные диаграммы напр жений и токов. Стабилизатор посто нного напр же- ни  (фиг. 1) содержит входной 1 и выходной 2 выводы, датчик 3 тока, силовой п-р-п- транзистор4, DLC-фильтр 5 в составе дроссел  6, конденсатора 7 и диода 8, первый 9 и второй 10 p-n-p-транзисторы, первый управл ющий п-р-п-транзистор 11, общую шину 12, первый резистор 13, второй управл ющий п-р-п-транзистор 14, источник 15 опорного напр жени  и делитель 16 напр жени . В стабилизатор введен третий р-п- р-транзистор 17, а датчик 3 тока снабжен отводом. Источник 15 опорного напр жени  выполнен на стабилитроне 18 и конденсаторе 19. Имеютс  также резисторы 20-23.

Между входным 1 и выходным 2 выводами включены последовательно датчик 3 тока, силовой п-р-п-транзистор 4 и дроссель DLC-фильтра 5, конденсатор 7 которого включен между выходным выводом 2 и общей шиной 12. Эмиттеры первого 9 и вто- рого 10 p-n-p-транзисторов соединены с крайними выводами датчика 3 тока, а базы соединены между собой и подключены к коллектору второго р-п-р-транзистора 10. Эмиттер первого управл ющего п-р-п- транзистора 11 подключен к общей шине 12. Первый вывод первого резистора 13 соединен с общей шиной 12, а второй вывод подключен к базе первого управл ющего п-р-п-транзистора 11. База второго управл ющего п-р-п-транзистора 14 соединена с положительным полюсом источника 15 опорного напр жени , отрицательный полюс которого подключен к общей шине 12, эмиттер соединен с выходом делител  16 напр жени , включенного между выходным выводом 2 и общей шиной 12 Коллектор транзистора 14 соединен с общей точкой баз первого 9 и второго 10 р-п-р-транзисто- ров и коллектора второго р-п-р-транзистора 10.

Эмиттер третьего р-n-р-транзистора 17 соединен с отводом датчика 3 тока, коллектор подключен к общей точке базы первого управл ющего п-р-п-транзистора 11 и первого резистора 13, а база - к общей точке баз первого 9 и второго 10 р-п-р-тран- зисторов, коллектора второго р-п-р-тран- зистора- 10 и коллектора второго управл ющего п-р-п-транзистора 14. При этом коллектор первого р-п-р-транзистора 9 соединен с базой силового транзистора 4.

Источник 15 опорного напр жени  выполнен на стабилитроне 18, параллельно которому подключен конденсатор 19, причем анод стабилитрона 18 использован в качестве отрицательного полюса источника 15 опорного напр жени . Катод стабилитрона 18, через второй резистор 20 соединенный с входным выводом 1, использован, в качестве положительного полюса источника 15 опорного напр жени . Резисторы 21- 5 23 шунтируют базовые цепи транзисторов 4, 17 и 14 соответственно.

Стабилизатор работает следующим образом .

В момент Ti подачи напр жени  Еп пи10 тани  на вывод 1 и шину 12 выходное напр жение Евых на выходном выводе 2 еще равно нулю. Эмиттер транзистора 14 имеет поэтому близкий к нулю потенциал относительно общей шины 12, а на его базу подаетс  на15 пр жение от вывода 1 через резистор 20. Опорное напр жение Ешна базе транзистора 14 в этих услови х стабилизируетс  стабилитроном 18 (фиг. 2г). Транзистор 14 отпираетс , благодар  чему начинаетс 

0 протекание тока ерез р-п-р-транзистор 10, включенный диодом. Как следствие, отпираютс  транзисторы 9 и 4, через транзистор 4 и дроссель 6 начинаетс  протекание пилообразного тока и зар да конденсатора

5 7 фильтра 5 (фиг.2а). При этом диод 8 заперт, через транзистор 9 и базоэмиттерный переход транзистора 4 протекает ток Ig. пропорциональный току 4 его коллектора (фиг. 26). По мере нарастани  тока k выходное

0 напр жение Евых на конденсаторе 7 и на шине 2 тоже нарастает то тех пор, пока не достигнет заданного номинального значени . В этот момент времени Т% напр жение на эмиттере транзистора 14 и на выходе

5 делител  16, пропорциональное Евых, становитс  равным опорному напр жению Е is источника 15 на базе транзистора 14. поэтому он запираетс . В результате запираютс  как транзисторы 9 и 10, так и силовой транзи0 стор 4. протекание тока ц в момент Т2 прекращаетс . Если ток А при этом не достиг максимально допустимого значени  д, то ток через транзистор 17 и базоэмиттерный переход транзистора 11 оказываетс  слиш5 ком малым дл  оптирани  транзистора 11 (фиг. 2а). Транзисторы 17 и 11 в этих услови х не вли ют на работу стабилизатора (это достигаетс  выбором величины части сопротивлени  датчика 3 между отводом и

0 правым крайним выводом).

В момент Та, когда транзистор 4 запираетс , в индуктивности дроссел  6 возникает ЭДС самоиндукции, под действием которой отпираетс  диод 8. Энерги , накоп5 ленна  в индуктивности дроссел  6, передаетс  в конденсатор 7 через диод 8 током в (фиг. 2в).

По мере разр да конденсатора 7 фильтра 5 на внешнюю нагрузку напр жение Евых на выходе стабилизатора уменьшаетс  до тех пор, пока транзистор 14 не откроетс  снова, затем описанные процессы повтор ютс . Выходное напр жение Е0ых получаетс  стабилизированным,

Предлагаемое устройство по своему принципу действи   вл етс  релейно-им- пульсным стабилизатором. В нем в отличие от прототипа обеспечиваетс  пропорционально-токовое управление силовым транзистором: ток базы транзистора 4 пропорционален току А его коллектора. В свою очередь, ток N однозначно св зан с величиной тока внешней нагрузки. Пропорционально-токовое управление позвол ет обеспечить посто нство режима насыщени  силового транзистора 4 в расширенном диапазоне изменений тока нагрузки, что способствует повышению КПД.

Если при возникновении перегрузки на выходе ток U в интервале времени (Ti, 12) проводимости транзистора 4 достигнет максимально допустимой величины 1Д, а напр жение Евых существенно уменьшитс , то ток коллектора транзистора 17 станет достаточным дл  отпирани  транзистора 11, что приведет к уменьшению опорного напр жени  Eis почти до нул  и к запиранию транзисторов 14, 9 и 4 (фиг. 2а,г, штриховые линии). Этим достигаетс  защита стабилизатора от перегрузок по току.

Claims (2)

1. Стабилизатор посто нного напр жени , содержащий включенные последовательно между входным и выходным выводами датчик тока, силовой п-р-п-тран- зистор и дроссель DLC-фильтра, конденсатор которого включен между выходным выводом и общей шиной, первый и второй p-n-p-транзисторы, эмиттеры которых соединены с крайними выводами датчика тока, а базы соединены между собой и подключены к коллектору второго р-п-р-транзистора , первый управл ющий п-р-п-транзи- стор, эмиттер которого подключен к общей шине, первый резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй

вывод подключен к базе первого управл ющего n-p-n-транзистора, второй управл ющий n-p-n-транзистор, база которого соединена с положительным полюсом источника опорного напр жени , отрицательный полюс которого подключен к общей шине, эмиттер соединен с выходом делител  напр жени , включенного между выходным выводом и общей шиной, а коллектор соединен с общей точкой баз первого и второго p-n-p-транзисторов и коллектора второго p-n-p-транзистора, отличающий- с   тем, чго, с целью упрощени , в него введен третий p-n-p-траизистор, а датчик тока снабжен отводом, причем эмиттер

третьего p-n-p-транзистора соединен с отводом датчика тока, коллектор подключен к общей точке базы первого управл ющего n-p-n-транзистора и первого резистора, а база - к общей точке баз первого и второго

p-n-p-траизисоров, коллектора второго p-n-p-транзистора и коллектора второго управл ющего n-p-n-транзистора, при этом коллектор первого управл ющего п-р-п- транзистора подключен к базе второго управл ющего n-p-n-транзистора, а коллектор первого p-n-p-транзистора соединен с базой силового п-р-п-транзистора.

2. Стабилизатор поп. 1,отличающий- с   тем, что источник опорного напр жени 

выполнен на стабилитроне, параллельно которому подключен конденсатор, причем анод стабилитрона использован в качестве отрицательного полюса источника опорного напр жени , а катод стабилитрона, через

второй резистор соединенный с входным выводом, использован в качестве положительного полюса источника опорного на- пр же ни ,

Фие.2