Стабилизатор напряжения, защищенный от коротких замыканий выхода

На рисунке приведена схема транзисторного параметрического стабилизатора напряжения на составном регулирующем транзисторе Т2 ТЗ с устройством защиты от коротких замыканий выхода на транзисторе Т1. Номинальное входное напряжение этого стабилизатора 21В, ток нагрузки 0,3А, диапазон изменения выходного напряжения 2...12В.

Т2МП26Б TJH214

Устройство защиты работает следующим образом. На базу транзистора Т1 подано стабильное напряжение смещения величиной около 1,7 В с диодов Д1 и Д2 (используются в качестве стабисторов). Совместно с резистором R1 они образуют делитель входного напряжения. В отсутствие перегрузки выхода транзистор Т1 закрыт, так как потенциал его базы относительно эмиттера положителен. При коротком замыкании выхода эмиттер транзистора Т1 замыкается на «общий плюс». Вследствие этого потенциал его базы

относительно эмиттера становится отрицательным, и транзистор открывается. Его коллекторный ток проходит по резистору R2, падение напряжения на нем возрастает, отрицательное смещение на базе транзистора Т2 резко уменьшается и составной регулирующий транзистор переходит в состояние, близкое к состоянию «закрыт». Таким образом, ток короткого замыкания ограничивается. Как только короткое замыкание нагрузки будет ликвидировано, база транзистора Т1 снова получит положительное смещение, и нормальная работа стабилизатора автоматически восстановится. Описание этой схемы приводится в [ 11].

Защита блока питания от короткого замыкания

Для питания собираемых конструкций радиолюбители нередко используют простейшие блоки, состоящие из понижающего трансформатора и выпрямителя с конденсатором фильтра. И, конечно, в таких блоках нет никакой защиты от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке, хотя оно подчас приводит к выходу из строя выпрямителя и даже трансформатора. Применять в таких блоках питания в качестве элемента защиты плавкий предохранитель не всегда удобно, да и, кроме того, быстродействие у него невысокое. Один из вариантов решения проблемы защиты от КЗ - включение последовательно с нагрузкой полевого транзистора средней мощности с встроенным каналом. Дело в том, что на вольт - амперной характеристике такого транзистора есть участок, на котором ток стока не зависит от напряжения между стоком и истоком. Поэтому на этом участке транзистор работает как стабилизатор (ограничитель) тока.

Вольт - амперные характеристики транзистора для различных сопротивлений резистора R1 приводятся на диаграмме. Работает защита так. Если сопротивление резистора равно нулю (т. е. исток соединен с затвором), а нагрузка потребляет ток около

0,25 А,

напряжения

транзисторе

1,5 В, и

нагрузке

то падение на полевом не превышает практически на будет все

выпрямленное напряжение. При появлении же в цепи нагрузки КЗ ток через выпрямитель резко возрастает и при отсутствии транзистора может достичь

нескольких ампер. Транзистор ограничивает ток короткого замыкания на уровне 0,45...0,5А независимо от падения