SU905805A1

SU905805A1 - Dc voltage stabilizer

Info

Publication number: SU905805A1
Application number: SU802909145A
Authority: SU
Inventors: Виктор Леонидович Нескородьев; Евгений Петрович Романов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3791
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1982-02-15

Description

С5Ю СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯC5U CONSTANT VOLTAGE STABILIZER

II

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано .в источниках питани с широким диапазоном измерени выходного напр жени с защитой от перегрузок по току и короткого замыкани в на- грузке .The invention relates to electrical engineering and can be used in power supplies with a wide measuring range of output voltages with protection against overcurrent and short circuit in the load.

Известен стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулирующий элемент, операционный усилитель , резистивный датчик тока и блок защиты П.A known constant voltage stabilizer contains a regulating element, an operational amplifier, a resistive current sensor and a protection unit P.

Однако известное устройство токовой защиты имеет сравнительно большой остаточный ток короткого замыкани .However, the known device current protection has a relatively large residual short circuit current.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулирующий элемент, включенный последовательно с резистивным датчиком тока в выходную шину, операционный усилитель, выход которого соединен с управл ющим входом регулирующего элемента,источник опорного напр жени на резисторе и стабилитроне, дополнительный источник питани и блок защиты с исполнительным транзистором 121.The closest technical solution to the invention is a DC voltage regulator containing a regulating element connected in series with a resistive current sensor to the output bus, an operational amplifier whose output is connected to the control input of the regulating element, a source of voltage reference on a resistor and a zener diode, additional power supply and protection unit with executive transistor 121.

Недостатком этого стабилизатора вл етс большой остаточный ток короткого замыкани из-за неполного запирани регулирующего элемента.The disadvantage of this stabilizer is a large residual short circuit current due to incomplete locking of the regulating element.

Целью изобретени вл етс повышение надежности защиты от перегрузки и уменьшение остаточного тока короткого замыкани .The aim of the invention is to improve the reliability of overload protection and reduce the residual short circuit current.

Указанна цель достигаетс тем, что в стабилизаторе посто нного напр жени в блок защиты введены два транзистора разного типа проводимости , включенных по триггерной схеме, диод, конденсатор и три резистора, .причем первый транзистор р-п-р-типа эмиттером подключен через первый резистор к положительной шине дополнительного источника питани , база через параллельно соединенные второй резистор и конденсатор подключена к положительной шине дополнительного источника питани и к коллектору второго транзистора п-р-п-типа эмиттер которого подклю чен к выходному выводу и одному из выводов резистивного датчика тока, другой вывод которого подключен к аноду диода, катод которого подключ к общей точке соединени коллектора первого транзистора, базы второго транзистора и третьего резистора, другой вывод которого соединен с отрицательной шиной дополнительного источника, а исполнительный транзис тор п-р-п-типа блока защиты базой подключен к коллектору второго тран зистора блока защиты, а эмиттерноколлекторным переходом соответствен но между стабилитроном и балластным резистором источника опорного напр жени . На чертеже приведена электрическа принципиальна схема стабилизатора посто нного напр жени . Стабилизатор содержит регулирующий элемент на транзисторах 1 и 2, включенный последовательно с резистивным датчиком тока 3 в выходную выхо шину, операционный усилитель дом подключенный к управл ющему входу регулирующего элемента, допол нительный источник питани 5 операционного усилител , транзисторы блока защиты 6 и 7, резистор 8, дио 9, ограничительный резистор 10,базо вые резистор 11 и конденсатор 12, балластный резистор 13 подключенны к коллектору исполнительного транзистора 1 блока защиты, эмиттер ко торого подключен к стабилитрону 15 делитель напр жени на резисторах 16 и 17. Стабилизатор работает следующим образом. При отсутствии перегрузки по ток и короткого замыкани в нагрузке транзистор 7 закрыт за счет обратно го смещени , создаваемого падением напр жени на диоде 9- Начальный то через диод 9 задаетс с отрицательной шины дополнительного источника питани 5 через резистор 8. Транзистор 6 закрыт, а транзистор открыт за счет положительного смеще ни на резисторе 11. Источник опорного напр жени на стабилитроне 15 получает питание от дополнительного источника питани через балластный 9 резистор 13 и открытый коллекторноэмиттерный переход транзистора Т, Так как потенциалы точек а и 5 (дифференциальные входы операционного усилител } практически равны между собой, падение напр жени на резисторе 16 равно величине напр жени стабилизации источника опорного напр жени 15 (bjjj . Отсюда, допуска , что входные токи операционного усилени пренебрежительно малы в сравнении с током через резисторы 16 и 17, величина тока через резистор 16 практически равна току через резистор 17 и равна lk и не зависит от величины резистора 17. Падение напр жени на резисторе 17 равно выходному напр жению стабилизатора ШИ f IT Отсюда видно, что при UQ О выходное напр жение стабилизатора равно нулю с высокой степенью точности за счет глубокрй отрицатёльной обратной св зи охватывающей регулирующий элемент, резистивный датчик тока и операционный усилитель . При перегрузке стабилизатора по току или коротком замыкании в нагрузке падение напр жени на резистивном датчике тока 3 становитс достаточным дл отпирани транзистора 7, что влечет за собой отпирание транзистора 6. Последний е открытом состо нии поддерживает открытое состо ние транзистора 7, происходит самоблокировка в открытом состо нии транзисторов 6 и 7. Открытый транзистор 7 запирает транзистор lA и ток через стабилитрон 15 прекращаетс , напр жение на выходе стабилизатора становитс равным нулю, ток в нагрузку не поступает . Дл приведени стабилизатора в рабочее состо ние после сн ти перегрузки необходимо выключить, а затем включить общее питание стабиизатора или изменить состо ние риггера защиты. Конденсатор 12 включен дл преотвращени срабатывани блока защиы от импульсных помех.This goal is achieved by introducing two transistors of different conductivity types connected in a trigger circuit, a diode, a capacitor and three resistors to the protection unit in the DC voltage regulator. Moreover, the first pnp-type transistor is connected to the emitter through the first resistor to the positive bus of an additional power source, the base is connected in parallel to the second resistor and a capacitor connected to the positive bus of an additional power source and to the collector of the second transistor pnp-type emitter of which It is connected to the output terminal and one of the terminals of the resistive current sensor, the other terminal of which is connected to the anode of the diode, the cathode of which is connected to the common collector junction point of the first transistor, the base of the second transistor and the third resistor, the other terminal of which is connected to the negative bus of the additional source An actuating transistor of a pnp type protection unit is connected to the base of the second transistor of the protection unit, and an emitter-collector junction, respectively, between the zener diode and the ballast resistor m of the reference voltage source. The drawing shows an electrical schematic diagram of a constant voltage stabilizer. The stabilizer contains a regulating element on transistors 1 and 2, connected in series with a resistive current sensor 3 to the output output bus, an operational amplifier connected to the control input of the regulating element, an additional power supply 5 of the operational amplifier, transistors of the protection unit 6 and 7, a resistor 8 diode 9, limiting resistor 10, base resistor 11 and capacitor 12, the ballast resistor 13 is connected to the collector of the execution transistor 1 of the protection unit, the emitter of which is connected to the zener diode 15 The voltage on resistors 16 and 17. The stabilizer operates as follows. If there is no overcurrent and short circuit in the load, the transistor 7 is closed due to the reverse bias created by the voltage drop across the diode 9- The initial one through diode 9 is set from the negative bus of the additional power supply 5 through the resistor 8. Transistor 6 is closed and the transistor open due to positive bias on the resistor 11. The source of the reference voltage on the Zener diode 15 is powered by an additional power source through the ballast 9 resistor 13 and an open collector emitter junction transistor Pa T, Since the potentials of points a and 5 (the differential inputs of the operational amplifier} are almost equal to each other, the voltage drop across the resistor 16 is equal to the stabilizing voltage of the source of the reference voltage 15 (bjjj. Hence, the tolerance that the input currents of the operational gain is neglected are small compared to the current through resistors 16 and 17, the current through the resistor 16 is almost equal to the current through resistor 17 and is equal to lk and does not depend on the size of resistor 17. The voltage drop across resistor 17 is equal to the output voltage ShI f IT IT It can be seen from here that with UQ 0, the output voltage of the stabilizer is zero with a high degree of accuracy due to deep negative feedback covering the regulating element, resistive current sensor and operational amplifier. When an over-current regulator or a short circuit in the load occurs, the voltage drop across the resistive current sensor 3 becomes sufficient to unlock the transistor 7, which entails unlocking the transistor 6. The last open state maintains the open state of the transistor 7, self-locking in an open state Transistors 6 and 7. The open transistor 7 closes the transistor lA and the current through Zener diode 15 stops, the voltage at the output of the stabilizer becomes zero, the current does not flow to the load. To bring the stabilizer into working condition, after removing the overload, it is necessary to turn off and then turn on the general power supply of the stabilizer or change the state of the protection trigger. Capacitor 12 is turned on to prevent impulse noise from tripping the protection unit.

Claims

Claim

A DC voltage stabilizer containing a control element connected in series with a resistive current sensor to the output bus, an operational amplifier, the output of which is connected to the control input of the control element, a reference voltage source on the resistor and zener diode, an additional power supply and a protection unit with an executive transistor, 20 characterized in that, in order to increase the reliability of overload protection and reduce the residual short circuit current, two transistors are introduced into the protection unit ra ²⁵ different conductivity, connected in flip-flop circuit, a diode, a capacitor, and three resistors, the first transistor being 'npn-type, the emitter is connected via a first resistor to of positive bus an additional power source, the base through parallel connected second resistor and the capacitor - to the positive bus an additional power source and to the collector of the second pnp-type transistor whose emitter is connected to the output terminal and to one of the terminals of the resistive current sensor, the other terminal of which is connected to the diode anode, the cathode of the cat The second one is connected to the common junction point of the collector of the first transistor, the base of the second transistor and the third resistor, the other terminal of which is connected to the negative bus of the additional source, and the npn-type executive transistor of the protection unit is connected to the collector of the second transistor of the protection unit, and the emitter-collector junction respectively, between the zener diode and the ballast resistor of the reference voltage source.