Джерело живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання

Реферат: UA 80839 U UA 80839 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до галузі електротехніки і може бути використана при проектуванні джерел вторинного електроживлення, які одночасно характеризуються малою потужність втрат в нормальному режимі роботи, в режимі резервування живлення споживача та в аварійних режимах, достатньо низькою нестабільністю вихідної напруги, низькою величиною пульсацій вихідної напруги, високим ККД, а також малим струмом при короткому замиканні. В одному з відомих джерел електроживлення (див. авт.св. СРСР № 1357935, кл. G05F 1/569, 1985 р.) для захисту споживача від перенапруг та одночасного резервування живлення споживача застосований захисний елемент, що виконаний по схемі стабілізатора постійної напруги паралельного типу, який ввімкнений поміж вихідними виводами. Суттєвими недоліками даного джерела електроживлення є низька нестабільність вихідної напруги, значна потужність втрат захисного стабілізатора в аварійних режимах та дещо підвищена вихідна напруга в режимі резервування живлення споживача. В другому відомому джерелі електроживлення (див. Дремов С.Т., Попко С.М. Быстродействующие схемы защиты потребителей ИВЭП от перенапряжений // сб. Высокоэффективные источники вторичного электропитания РЭА. МДНТП им. Дзержинского, 1986 г. - с. 78-81) для захисту споживача від перенапруг та резервування його живлення застосовані основний та захисний стабілізатори, один з яких (захисний) виконує функцію захисту споживача від перенапруг та резервування його живлення у разі виходу з ладу основного стабілізатора. Недоліками другого відомого джерела електроживлення є також низька нестабільність вихідної напруги, складність схемного рішення, підвищений рівень вихідної напруги в режимі резервування живлення споживача, а також підвищений рівень потужності втрат основного та захисного стабілізаторів. З відомих джерел живлення більш близьким за технічною суттю і прийнятим за прототип (дивись заявку на корисну модель № u 2012 12314 " ДЖЕРЕЛО ЖИВЛЕННЯ ПІДСИЛЮВАЧА ПОТУЖНОСТІ З ЗАХИСТОМ ВІД ПЕРЕНАПРУГ ТА РЕЗЕРВУВАННЯМ ЖИВЛЕННЯ", дата подання 29. 10. 2012 р.), являється джерело живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання, що містить в собі два послідовно ввімкнутих основного та захисного стабілізаторів, в якому основний стабілізатор виконує функцію живлення підсилювача потужності і складається з регулюючого елементу, колектор керуючого транзистора якого через послідовно з'єднані переходи база - емітер узгоджуючого та силових транзисторів сполучений з виходом захисного стабілізатора, емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора, через послідовно сполучені перший стабілітрон та перший діод сполучений з вихідним виводом, а через перший обмежувальний резистор зв'язаний з загальною шиною, база безпосередньо підключена до колектора запускаючого транзистора, база якого сполучена з виходом джерела позитивного зміщення, що виконаний на другому стабілітроні і другому резисторі, а емітер через третій резистор з'єднаний з виходом захисного стабілізатора, підсилювач зворотного зв'язку, що виконаний по диференціальній схемі, в якому база вхідного транзистора з'єднана з виходом джерела опорної напруги, що виконаний на опорному стабілітроні і четвертому резисторі, емітер через п'ятий резистор сполучений з загальною шиною і безпосередньо з'єднаний з емітером вихідного транзистора, база якого підключена до середнього виводу вимірювального подільника вихідної напруги, що виконаний на шостому та сьомому резисторах, а захисний стабілізатор виконує функцію захисту від перенапруг та резервування живлення підсилювача потужності і складається з регулюючого елементу, колектор керуючого транзистора якого через послідовно з'єднані переходи база - емітер узгоджуючого та силових транзисторів сполучений зі входом, емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора, через третій стабілітрон сполучений з колекторами силових транзисторів та зі входом основного стабілізатора, а через восьмий обмежувальний резистор сполучений з загальною шиною, а його база через четвертий стабілітрон з'єднана з загальною шиною та безпосередньо підключена до колектора струмостабілізуючого транзистора, емітер якого через дев'ятий резистор сполучений з входом, а база через п'ятий стабілітрон сполучена з емітерами силових транзисторів та входом, а з загальною шиною з'єднаний через послідовно сполучені десятий резистор та перехід колектор - емітер фототранзистора оптоелектронного елементу вузла вмикання, світлодіод якого через одинадцятий резистор ввімкнений поміж загальною шиною та виводом вузла вмикання. В прийнятому за прототип джерелі живлення забезпечується і захист підсилювача потужності від перенапруг у разі виходу з ладу основного стабілізатора і подальше резервування його живлення. При цьому суттєво підвищений ККД за рахунок зменшення потужність втрат основного та захисного стабілізаторів шляхом розділу колекторно-емітерних ланцюгів силових, узгоджуючих та керуючих транзисторів їх регулюючих елементів. 1 UA 80839 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Однак недоліками відомого джерела живлення, що суттєво обмежують його застосування, є складність при проектуванні, невисока якість напруги живлення підсилювача потужності, а також низька надійність роботи. Складність при проектуванні та низька якість напруги живлення пояснюються необхідністю спеціального підбору елементів основного стабілізатора для отримання напруги з низькою величиною вихідних пульсацій, та низькою нестабільністю вихідної напруги, що є необхідним для забезпечення нормальної роботи підсилювача потужності, низька надійність роботи пояснюється значними струмом при короткому замиканні та суттєво високою потужністю втрат в цьому режимі. В основу корисної моделі поставлена задача створення джерела живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання, який за рахунок зменшення нестабільності вихідної напруги, підвищення коефіцієнта придушення вхідних пульсацій, та одночасного значного зменшення струму при короткому замиканні та зменшення потужності втрат при короткому замиканні характеризується значно простішим процесом проектування, необхідною підвищеною якістю напруги живлення підсилювача потужності та підвищеною надійність роботи. Поставлена задача вирішується тим, що в джерело живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання, що містить в собі два послідовно ввімкнутих основного та захисного стабілізаторів, в якому основний стабілізатор виконує функцію живлення підсилювача потужності і складається з регулюючого елементу, колектор керуючого транзистора якого через послідовно з'єднані переходи база - емітер узгоджуючого та силових транзисторів сполучений з виходом захисного стабілізатора, емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора, через послідовно сполучені перший стабілітрон та перший діод сполучений з вихідним виводом, а через перший обмежувальний резистор зв'язаний з загальною шиною, база безпосередньо підключена до колектора запускаючого транзистора, база якого сполучена з виходом джерела позитивного зміщення, що виконаний на другому стабілітроні і другому резисторі, а емітер через третій резистор з'єднаний з виходом захисного стабілізатора, підсилювач зворотного зв'язку, виконаний по диференціальній схемі, в якому база вхідного транзистора з'єднана з виходом джерела опорної напруги, що виконаний на опорному стабілітроні і четвертому резисторі, емітер через п'ятий резистор сполучений з загальною шиною і безпосередньо з'єднаний з емітером вихідного транзистора, база якого підключена до середнього виводу вимірювального подільника вихідної напруги, що виконаний на шостому та сьомому резисторах, а захисний стабілізатор виконує функцію захисту від перенапруг та резервування живлення підсилювача потужності і складається з регулюючого елементу, колектор керуючого транзистора якого через послідовно з'єднані переходи база - емітер узгоджуючого та силових транзисторів сполучений з входом, емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора, через третій стабілітрон сполучений з колекторами силових транзисторів та з входом основного стабілізатора, а через восьмий обмежувальний резистор сполучений з загальною шиною, а база через четвертий стабілітрон з'єднана з загальною шиною та безпосередньо підключена до колектора струмостабілізуючого транзистора, емітер якого через дев'ятий резистор сполучений зі входом, а база через п'ятий стабілітрон сполучена з емітерами силових транзисторів та входом, а з загальною шиною з'єднаний через послідовно сполучені десятий резистор та перехід колектор - емітер фототранзистора оптоелектронного елементу вузла вмикання, світлодіод якого через одинадцятий резистор ввімкнений поміж загальною шиною та виводом вузла вмикання, додатково введені струмозадаючий транзистор, оптоелектронний елемент, який складається з світлодіода та фототранзистора, шостий діод та шостий стабілітрон, а також дванадцятий, тринадцятий та чотирнадцятий резистори, причому колектор вихідного транзистора підсилювача зворотного зв'язку через світлодіод оптоелектронного елементу підключений до бази керуючого транзистора регулюючого елементу основного стабілізатора та до колектору струмозадаючого транзистора, колектор вхідного транзистора підсилювача зворотного зв'язку безпосередньо сполучений з базою струмозадаючого транзистора, а через дванадцятий резистор підключений до емітера струмозадаючого транзистора та вихідного виводу, колектор фототранзистора оптоелектронного елементу сполучений з емітером запускаючого транзистора, емітер фототранзистора через тринадцятий резистор сполучений з загальною шиною, шостий діод ввімкнутий в зв'язок ланцюга першого обмежувального резистора з загальною шиною, а ланцюг з послідовно з'єднаних шостого стабілітрону та чотирнадцятого резистора ввімкнений паралельно переходу емітер - колектор силових транзисторів регулюючого елементу основного стабілізатора. Введення струмозадаючого транзистора, оптоелектронного елементу, який складається з світлодіода та фототранзистора, шостого діоду, шостого стабілітрону, а також дванадцятого, 2 UA 80839 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тринадцятого та чотирнадцятого резисторів, та відповідне їх підключення одночасно зі зниженням рівня потужності втрат силових транзисторів основного та захисного стабілізаторів в нормальному режимі роботи і підвищення загального ККД забезпечує також суттєве підвищення коефіцієнта придушення вхідних пульсацій, зменшення нестабільності вихідної напруги та зниження струму і потужності втрат при короткому замиканні, спростовує процес проектування, підвищує якість напруги живлення підсилювача потужності та підвищує надійність його роботи. Проведений аналіз науково - технічної та патентної літератури не виявив аналогічних технічних рішень. На кресленні показана запропонована електрична схема джерела живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання. Запропоноване джерело живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання містить в собі вивід 1 для підключення вхідної напруги, вивід 2 для підключення підсилювача потужності, загальну шину 3, вивід 4 вузла вмикання, одинадцятого резистора 5, оптоелектронного елементу 6, який включає світлодіод 7 та фототранзистор 8, п'ятого стабілітрону 9, десятого резистора 10, дев'ятого резистора 11, струмостабілізуючого транзистора 12, четвертого стабілітрону 13, силових 14, 15, 16, узгоджуючого 17 та керуючого 18 транзисторів регулюючого елементу захисного стабілізатора, третього стабілітрону 19, восьмого обмежувального резистору 20, другого стабілітрону 21, другого резистору 22, запускаючого транзистора 23, третього резистора 24, силових 25, 26, 27, узгоджуючого 28 та керуючого 29 транзисторів регулюючого елементу основного стабілізатора, першого діоду 30, першого стабілітрону 31, шостого діоду 32, першого обмежувального резистора 33, четвертого резистора 34, опорного стабілітрона 35, вхідного транзистора 36 підсилювача зворотного зв'язку, вихідного транзистора 37 підсилювача зворотного зв'язку, п'ятого резистору 38, шостого 39 та сьомого 40 резисторів вимірювального подільника вихідної напруги, а також оптоелектронного елементу 41, який містить світлодіод 42 та фототранзистор 43, тринадцятого резистора 44, дванадцятого резистора 45, струмозадаючого транзистора 46, чотирнадцятого резистора 47 та шостого стабілітрону 48. Вивід 4 вузла вмикання через послідовно з'єднані одинадцятий резистор 5 і світлодіод 7 оптоелектронного елементу 6 сполучений з загальною шиною 3 та емітером фототранзистора 8, а колектор фототранзистора 8 через послідовно з'єднані десятий резистор 10 та п'ятий стабілітрон 9 сполучений з виводом 1 для підключення вхідної напруги. База струмостабілізуючого транзистора 12 підключена до точки з'єднання десятого резистора 10 з п'ятим стабілітроном 9, емітер струмостабілізуючого транзистора 12 через дев'ятий резистор 11 сполучена з виводом 1 для підключення вхідної напруги, а його колектор через четвертий стабілітрон 13 з'єднаний з загальною шиною та безпосередньо сполучена з базоюкеруючого транзистора 18 захисного стабілізатора. Колектор керуючого транзистора 18 захисного стабілізатора через послідовно з'єднані переходи база - емітер узгоджуючого 17 та силових 14, 15, 16 транзисторів сполучений з виводом 1 для підключення вхідної напруги, емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора 17, через третій стабілітрон 19 сполучений з колекторами силових транзисторів 14, 15, 16 захисного стабілізатора та емітерами силових транзисторів 25, 26, 27 основного стабілізатора, а через восьмий обмежувальний резистор 20 зв'язаний з загальною шиною 3. База запускаючого транзистора 23 через другий стабілітрон 21 сполучена з емітерами силових транзисторів 25, 26, 27 основного стабілізатора, а через другий резистор 22 з'єднана з загальною шиною 3, його емітер через третій резистор 24 сполучений з емітерами силових транзисторів 25, 26, 27 основного стабілізатора, а через послідовно з'єднані перехід колектор - емітер фототранзистор 43 оптоелектронного елементу 41 та тринадцятий резистор 44 сполучений з загальною шиною 3, а його колектор безпосередньо з'єднаний з базою керуючого 29 транзистора основного стабілізатора і через світлодіод 42 оптоелектронного елементу 41 з'єднаний з колектором вихідного транзистора 37 підсилювача зворотного зв'язку. Колектор керуючого транзистора 29 через послідовно з'єднані переходи база - емітер узгоджуючого 28 та силових 25, 26, 27 транзисторів сполучений з виходом захисного стабілізатора, його емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора 28, через послідовно ввімкнуті перший стабілітрон 31 та перший діод 30 сполучений з вихідним виводом 2, а через послідовно з'єднані шостий діод 32 та перший обмежувальний резистор 33 сполучений з загальною шиною 3 База вихідного транзистора 37 підсилювача зворотного зв'язку підключена до середнього виводу вимірювального подільника вихідної напруги, що виконаний на шостому 39 та сьомому 40 резисторах, його емітер через п'ятий резистор 38 з'єднаний з загальною шиною 3 і безпосередньо сполучений з емітером вхідного транзистора 36 підсилювача зворотного зв'язку. 3 UA 80839 U 5 10 15 20 25 30 База вхідного транзистора 36 з'єднана з виходом джерела опорної напруги, що виконаний на четвертому резисторі 34, підключеному до виводу 2, та опорному стабілітроні 35, що сполучений з загальною шиною 3, його колектор безпосередньо з'єднаний з базою cтрумозадаючого транзистора 46, а через дванадцятий резистор 45 з'єднаний з виводом 2 та емітером струмозадаючого транзистора 46 транзистора, колектор якого безпосередньо з'єднаний з базою керуючого транзистора 29. Запропоноване джерело живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання працює наступним чином. При подачі на вивід 1 вхідної напруги живлення напруга на виходах захисного і основного стабілізаторів, а також напруга на вході підсилювача потужності відсутні. Ввімкнення підсилювача потужності здійснюється за допомогою зовнішнього сигналу. При подачі на вивід 4 вузла вмикання зовнішнього сигналу відкривається світлодіод 7 оптоелектронного елементу 6, відкривається, відповідно, фототранзистор 8, і по його колу протікає струм який за допомогою п'ятого стабілітрону 9 забезпечує відкриття струмостабілізуючого транзистора 12. В результаті відкривається регулюючий елемент захисного стабілізатора, що виконаний на керуючому транзисторі 18, узгоджуючому транзисторі 17 та силових транзисторах 14, 15, 16, з'являється напруга на четвертому стабілітроні 13 і, відповідно, напруга на виходах захисного та основного стабілізаторів. Вмикається підсилювач потужності та починає виконувати свою основну функцію в складі відповідного пристрою наприклад, в складі радіолокаційної станції. При цьому необхідна величина вхідної напруги підсилювача потужності визначається вихідною напругою основного стабілізатора та підтримується на відповідному стабільному рівні за допомогою вхідного 36 та вихідного 37 транзисторів підсилювача зворотного зв'язку, напругою опорного стабілітрону 35 та опорами шостого 39 і сьомого 40 резисторів вимірювального подільника вихідної напруги. Величина вхідної напруги основного стабілізатора одночасно є вихідною напругою захисного стабілізатора, яка визначається величинами напруги четвертого стабілітрону 13, напруги переходу емітер - база керуючого транзистора 18 регулюючого елементу захисного стабілізатора та напруги третього стабілітрону 19. Вихідна напруга захисного стабілізатора для різних підсилювачів потужності може мати різну величину відповідно з технічними умовами на їх експлуатацію та визначається наступною формулою: Uзах  U13  Uеб18  U19 , де: Uзах - величина напруги захисту підсилювача потужності; U13 - величина напруги четвертого стабілітрону 13; 35 40 45 50 55 Uеб18 - величина напруги переходу емітер - база керуючого транзистора 18 регулюючого елементу захисного стабілізатора; U19 - величина напруги третього стабілітрону 19. Суть роботи запропонованого джерела живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання пояснюється наступним чином. При відповідній величині напруги Uзах на виході другого стабілітрону 21 з'являється відповідна напруга, яка починає відкривати запускаючий транзистора 23, основного стабілізатора, з'являється базовий струм керуючого транзистора 29 і відкриваються керуючий транзистор 29, узгоджуючий транзистор 28 та силові транзистори 25, 26, 27 основного стабілізатора. При цьому підвищується вихідна напруга основного стабілізатора та, відповідно, джерела живлення в цілому. Коли вихідна напруга основного стабілізатора джерела живлення не досягає своєї номінальної величини напруга опорного стабілітрону 35 має більшу величину в порівнянні з падінням напруги на сьомому 40 резисторі, і вихідний транзистор 37 підсилювача зворотного зв'язку знаходиться в закритому стані, його колекторний струм відсутній, закритий також світлодіод 42 оптоелектронного елементу 41. В той момент, коли падіння напруги на сьомому резисторі 40 підвищується до величини напруги опорного стабілітрону 35, вихідна напруга основного стабілізатора джерела живлення досягає своєї номінальної величини, і відкриваються вихідний транзистор 37 підсилювача зворотного зв'язку та світлодіод 42 оптоелектронного елементу 41. В результаті відкривається фототранзистор 43 оптоелектронного елементу 41, і по ланцюгу, що складається з третього резистора 24, переходу колектор - емітер фототранзистора 43 та тринадцятого резистора 44 від емітерів силових транзисторів 25, 26, 27 основного стабілізатора до загальної шини 3 протікає струм, який підвищує падіння напруги на третьому резисторі 24 до величини, що призводить до закриття запускаючого транзистора 23. Запускаючий транзистор 23 закривається, а базовий ланцюг керуючого транзистора 29 основного стабілізатора починає живитись високоякісним 4 UA 80839 U 5 10 15 20 25 30 колекторним струмом струмозадаючого транзистора 46 з виходу джерела живлення, що суттєво зменшує нестабільність вихідної напруги та величину її пульсації. Пояснюється це наступним чином. При живленні базового ланцюга керуючого транзистора 29 регулюючого елементу колекторним струмом запускаючого транзистора 23 нестабільність вихідної напруги та величина її пульсації не можуть мати достатньо малу величину з причин коливання колекторного струму запускаючого транзистора 23, яке визначається наявністю відповідної величини диференційного опору другого стабілітрону 21, а також обмеженого коефіцієнта підсилення підсилювача зворотного зв'язку основного стабілізатора. При живленні базового ланцюга керуючого транзистора 29 колекторним струмом струмозадаючого транзистора 46 нестабільність вихідної напруги та величина її пульсації суттєво зменшуються з двох причин. Першою причиною є живлення струмозадаючого транзистора 46 стабільною вихідною напругою, друга причина полягає в тому, що колекторний струм струмозадаючого транзистора 46, частина якого є базовим струмом керуючого транзистора 29, а частина є вихідним струмом підсилювача зворотного зв'язку, коливається в протифазі з коливанням вхідної напруги основного стабілізатора. Друга причина суттєвого покращення якості вихідної напруги в запропонованому джерелі живлення пояснюється наступним чином. Навіть незначне підвищення вихідної напруги за рахунок підвищення вхідної напруги основного стабілізатора джерела живлення, або зменшення його навантаження призводить до незначного підвищення колекторного струму вихідного транзистора 37 підсилювача зворотного зв'язку та до незначного зниження колекторного струму вхідного транзистора 36 підсилювача зворотного зв'язку. В результаті зменшується падіння напруги на дванадцятому резисторі 45 і знижується провідність струмозадаючого транзистора 46. В результаті зменшується і величина базового струму керуючого транзистора 29, що викликає зменшення провідності силових транзисторів 25, 26, 27 основного стабілізатора і зниження вихідної напруги основного стабілізатора до номінального величини. Струмозадаючий транзистор 46 та шостий діод 32 при цьому одночасно забезпечують суттєве зниження струму при короткому замиканні та зменшення потужності втрат основного стабілізатора при короткому замиканні. Для пояснення зазначимо, що при відсутності струмозадаючого транзистора 46 та шостого діоду 32 величина струму при короткому замиканні І ( кз1 ) визначається формулою: U  U30  U31 І кз1  в их   25,26,27 R33 , де: Uвих - величина вихідної напруги основного стабілізатора; U30 - величина напруги першого стабілітрону 31; R33 35 - величина напруги першого діоду 30; U31 - величина опору обмежувального резистора 33;  25,26,27 - загальний коефіцієнт підсилення силових транзисторів 25, 26, 27. Оскільки напруга Uвих має значно більшу величину в порівнянні з сумою напруг U30 , U31 , а опір обмежувального резистора 33 має досить малу величину, то величина струму при 40 короткому замиканні І кз може в декілька разів перевищувати номінального величини струму основного стабілізатора джерела живлення. В запропонованому джерелі живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання формула величини струму при короткому замиканні ( І кз2  де: 45 І кз2 ) суттєво змінюється: Uкб 46  U45  Uбе 29  U32 R33 Uкб 46   25,26,27 , - величина напруги переходу колектор - база струмозадаючого транзистора 46; U45 - величина падіння напруги на дванадцятому резисторі 45, значення якої сумірна з величиною падіння напруги на переході база – емітер напівпровідникового транзистора; Uбе 29 - величина напруги переходу база - емітер керуючого транзистора 29; U32 - напруга шостого діоду 32, величина якої знаходиться в межах напруги переходів база емітер або колектор – база напівпровідникових транзисторів; 50 R33 - величина опору обмежувального резистора 33; 5 UA 80839 U  25,26,27 - загальний коефіцієнт підсилення силових транзисторів 25, 26, 27. Оскільки сума напруг Uкб 46  U45  Uбе 29  U32 Uкб 46 і U45 та Uбе 29 і U32 має одну величину, значення , що показано в чисельнику формули, має нульове значення, і як І 5 10 15 результат, струм при короткому замиканні ( кз2 ) в запропонованому джерелі живлення підсилювача потужності також має нульове значення, тобто відсутній. Стабілізатори постійної напруги з нульовим струмом короткого замикання характеризуються низькою ефективність запуску. В запропонованому джерелі живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання для забезпечення надійного запуску основного стабілізатора передбачений запускаючий ланцюг, що складається з чотирнадцятого резистора 47 та шостого стабілітрону 48, та ввімкнутий паралельно переходам колектор - емітер силових транзисторів 25, 26, 27 основного стабілізатора. При короткому замиканні силові транзистори 25, 26, 27 знаходяться в закритому стані, на їх переходах колектор - емітер напруга збільшується до величини вхідної напруги основного стабілізатора. В цей момент починає пропускати струм шостий стабілітрон 48. Струм шостого стабілітрону 48 на виході основного стабілізатора створює напругу, величина якої додається до U 20 25 30 35 40 U бе 46 суми напруг кб 46 , відкриває струмозадаючий транзистора 46, з'являються базові струми керуючого 29, узгоджуючого 28 і силових 25, 26, 27 транзисторів. Силові транзистори 25, 26, 27 основного стабілізатора відкриваються, і на виході основного стабілізатора джерела живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання з'являється вихідна напруга. Тобто в запропонованому джерелі живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання забезпечується надійний запуск основного стабілізатора. Таким чином введення струмозадаючого транзистора 46, оптоелектронного елементу 41, який складається з світлодіода 42 та фототранзистора 43, а також шостого діоду 32, шостого стабілітрону 48 дванадцятого 45, тринадцятого 44 та чотирнадцятого 47 резисторів, та відповідне їх підключення одночасно зі зниженням рівня потужності втрат силових транзисторів основного та захисного стабілізаторів в нормальному режимі роботи і підвищення загального ККД забезпечує також суттєве підвищення коефіцієнта придушення вхідних пульсацій, зменшення нестабільності вихідної напруги та зниження струму і потужності втрат при короткому замиканні, спростовує процес проектування, підвищує якість напруги живлення підсилювача потужності та підвищує надійність його роботи. Експериментальні випробування підтвердили роботоздатність та позитивні якості запропонованого джерела живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання. В порівнянні з відомим джерелом живлення запропоноване технічне рішення дозволило в 100 раз зменшити нестабільність вихідної напруги, підвищити коефіцієнт придушення вхідних пульсацій з 60 дБ до (110-120) дБ, зменшити величину струму при короткому замиканні до (5-10) % від номінального струму, а також при короткому замиканні зменшити потужність втрат силових транзисторів 25, 26, 27 основного стабілізатора до нульового значення, та зменшити потужність втрат силових транзисторів 14, 15, 16 захисного стабілізатора на (80-90) % від потужності втрат при нормальному режимі роботи, спростити його проектування, суттєво підвищити надійність роботи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Джерело живлення підсилювача потужності з захистом від перенапруг, резервуванням живлення та захистом від короткого замикання, що містить в собі два послідовно ввімкнутих основного та захисного стабілізаторів, в якому основний стабілізатор виконує функцію живлення підсилювача потужності і складається з регулюючого елементу, колектор керуючого транзистора якого через послідовно з'єднані переходи база - емітер узгоджуючого та силових транзисторів сполучений з виходом захисного стабілізатора, емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора, через послідовно сполучені перший стабілітрон та перший діод сполучений з вихідним виводом, а через перший обмежувальний резистор зв'язаний з загальною шиною, база безпосередньо підключена до колектора запускаючого транзистора, база якого сполучена з виходом джерела позитивного зміщення, що виконаний на другому стабілітроні і другому резисторі, а емітер через третій резистор з'єднаний з виходом захисного стабілізатора, підсилювач зворотного зв'язку, виконаний по диференціальній схемі, в якому база вхідного транзистора з'єднана з виходом джерела опорної напруги, що виконаний на 6 UA 80839 U 5 10 15 20 25 30 опорному стабілітроні і четвертому резисторі, емітер через п'ятий резистор сполучений з загальною шиною і безпосередньо з'єднаний з емітером вихідного транзистора, база якого підключена до середнього виводу вимірювального подільника вихідної напруги, що виконаний на шостому та сьомому резисторах, а захисний стабілізатор виконує функцію захисту від перенапруг та резервування живлення підсилювача потужності і складається з регулюючого елементу, колектор керуючого транзистора якого через послідовно з'єднані переходи база емітер узгоджуючого та силових транзисторів сполучений зі входом, емітер безпосередньо з'єднаний з колектором узгоджуючого транзистора, через третій стабілітрон сполучений з колекторами силових транзисторів та зі входом основного стабілізатора, а через восьмий обмежувальний резистор сполучений з загальною шиною, його база через четвертий стабілітрон з'єднана з загальною шиною та безпосередньо підключена до колектора струмостабілізуючого транзистора, емітер якого через дев'ятий резистор сполучений зі входом, а база через п'ятий стабілітрон сполучена з емітерами силових транзисторів і через послідовно сполучені десятий резистор та перехід колектор - емітер фототранзистора вузла вмикання з'єднана з загальною шиною, світлодіод вузла вмикання через одинадцятий резистор ввімкнений поміж загальною шиною та виводом вмикання, яке відрізняється тим, що в нього додатково введені струмозадаючий транзистор, оптоелектронний елемент, який складається з світлодіода та фототранзистора, шостий діод, шостий стабілітрон, а також дванадцятий, тринадцятий та чотирнадцятий резистори, причому колектор вихідного транзистора підсилювача зворотного зв'язку через світлодіод оптоелектронного елементу підключений до бази керуючого транзистора регулюючого елементу основного стабілізатора та до колектору струмозадаючого транзистора, колектор вхідного транзистора підсилювача зворотного зв'язку безпосередньо сполучений з базою струмозадаючого транзистора, а через дванадцятий резистор підключений до емітера струмозадаючого транзистора та вихідного виводу, колектор фототранзистора оптоелектронного елементу сполучений з емітером запускаючого транзистора, емітер фототранзистора через тринадцятий резистор сполучений з загальною шиною, шостий діод ввімкнутий в зв'язок ланцюга першого обмежувального резистора з загальною шиною, а ланцюг з послідовно з'єднаних шостого стабілітрону та чотирнадцятого резистора ввімкнений паралельно переходу емітер - колектор силових транзисторів регулюючого елементу основного стабілізатора. 7 UA 80839 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8