Стабилизатор постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования , функционально совмещенный с источником опорного напряжения, делитель выходного напряжения, цепь задания статического режима, выходной транзистор , первый и второй токозадающие транзисторы , первый и второй вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем силовой вход регулирующего элемента соединен с входным выводом, с коллектором второго вспомогательного транзистора и с эмиттером , первого токозадающего транзистора , база которого подключена к коллектору первого вспо.мргательного транзистора , управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор связан с базой первого вспомогательного транзистора, выход регулирующего элемента соединен с выходным выводом и с первым входом усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, а выход связан с базой выходного транзистора, коллектор которого соединен с выходным выводом , вход цепи задания статического режима подключен параллельно регулирующему элементу, а выход - к базе ESToporo токозадающего транзистора, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и @ повыщения надежности стабилизатора нутем уменьщения тока потребления и упро (Л щения схемы, база второго вспомогательного транзистора соединена с коллектором первого токозадающего транзистора и управляющим входо.м регулирующего элемента , а эмиттер соединен с эмиттером первого вспомогательного транзистора и коллектором второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен с выходным выводом , а эмиттер выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного оо со транзистора. 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ,РЕСПУБЛИК з(5и (- 0 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3615222/24-07 (22) 07.07.83 (46) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) В. И. Анисимов, М. В. Капитонов, Н. Н. Прокопенко, 1О. М. Соколов, А. Б. Исаков и К. П. Полянин (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) и Шахтинский технологический, институт бытового обслуживания (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) 1. Полянин К. П. Интегральные стабилизаторы напряжения. М., «Энергия», 1979, с. 138, рис. 5.8.

2. Linear integrated circuit РАТА

ВООК. June 1982, ч. 27, fig. F 178. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент, усилитель си гнала рассогласования, функционально совмещенный с источником опорного напряжения, делитель выходного напряжения, цепь задания статического режима, выходной транзистор, первый и второй токозадающие транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем силовой вход регулирующего элемента соединен с входным выводом, с коллектором второго вспомогательного транзистора и с эмиттером, первого токозадающего транзисто„„SU„„1118984 А ра, база которого подключена к коллектору первого вспомогательного транзистора, управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор связан с базой первого вспомогательного транзистора, выход регулирующего элемента соединен с выходным выводом и с первым входом усилителя сигнала рассогласования, BTop()lt вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, а выход связан с базой выходного транзистора, коллектор которого соединен с выходным выводом, вход цепи задания статического режима подключен параллельно регулирующему элементу, а выход — к базе второго токозадающего транзистора, отличающиисл тем, что, с целью увеличения К11Д и повышения надежности стабилизатора путем уменьшения тока потребления и упрощения схемы, база второго вспомогательного транзистора соединена с коллектором первого токозадающего транзистора и управляющим входом регулирующего элемента, а эмиттер соединен с эмиттером первого вспомогательного транзистора и коллекторомм второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен с выходным выводом, а эмиттер выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного транзистора.

I . 8984

Изобретение относится к электротехнике (конкретно -- к регуляторам напряжения постоя и ного тока.) .Известны стабилизаторы постоянного налряж«ния последовательног0 типа, содержании«регулируюгций элемент, усилитель сигнала рассогласования, делитель выходиоп> напряжения, цепь задания статического режима ((1) и (2).

Наиболе«близким к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжепия, сод«ржащий регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, функционально совмещенный с источником опорного напряжения, делитель выходного напряжения, цепь задания статического режима, выходной транзистор, первый и второй токозадающие транзисторы, первый и второй, третий и четвертый вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем си;и вой вход регулирующего элемента соединен с входным выводом, с коллектором второго вспомогательного транзистора и с эмитт«ром первого токозадающего транзистора, база которого подключена к коллектору первого вспомогательного транзистора, управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор связан с базой первого вспомогательного транзистора, выход регулирующего элемента соединсн с выходным выводом и с первым входом усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, а выход соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого связан с выходным выводом, цепь задания статического режима подключена входом параллельно регулирующему элементу, а выходом — к базе второго токозадающего транзистора (2).

Известные стабилизаторы имеют сравнительно небольшой КПД и невысокую надежность, обусловленные сравнительно большим током потребления и сложной схемой.

Цель изобретения — увеличение КПД и повышение надежности стабилизатора путем.уменьшения тока потребления и упрощения схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, функционально совмещенный с источником опорного напряжения, делитель выходного наи ряжения, цепь задания статического режима, выходной транзистор, первый и второй токозадающие транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем силовой вход регулирующего элемента соединен с входным выводом, с коллектором второго вспомогательного транзистора и с эмиттером первого токозадающего транзистора, база которого подключена к коллектору первого вспомогасоединен с базой транзистора 9 и коллекто40 ром транзистора 6 и через резистор 10 свя.зан с эмиттером транзистора 5 и базой транзистора 8, коллектор которого подключен к базе транзистора 6. Выход элемента 1 соединен с выходным выводом 12 и через де литель 3 связан с обшей шиной 13. Первый

45 вход усилителя сигнала рассогласования соединен с выходным выводом 12. Выход цепи 4 задания статического режима подключен параллельно регулирующему элементу 1, связан с базой транзистора 7, эмиттер которого соединен с выходным выводом 12.

Стабилизатор работает следующим ооразом.

При изменении выходного напряжения сигнал рассогласования через делитель 3

55 поступает на вход усилителя 2 и . усилившись, воздействует на управляющий вход регулирующего элемента 1, при это на его выходе появляется прира щение тока, 5 !

О

35 тельного транзистора, управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор связан с базой первого вспомогательного транзистора, выход регулирующего элемента соединен с выходным выводом и с первым входом усилителя сигнала рассог ласования, второй вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, а выход связан с базой выходного транзистора, коллектор которого соединен с вы ходным выводом, вход цепи задания статического режима подключен параллельно регулирующему элементу, а выход — к ба-, зе второго токозадающего транзистора, база второго вспомогательного транзистора соединена с коллектором первого токозадающего транзистора и управляющим входом регулирующего элемента, а эмиттер соединен с эмиттером первого вспомогатель— ного транзистора и коллектором второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен с выходным выводом, а эмиттер выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного транзистора.

На чертеже приведена схема стабилизатора напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, усилитель 2 сигнала рассогласования, функционально совмещенный. с источником опорного напряжения, делитель 3 выходного напряжения, цепь 4 задания статического режима, выходной транзистор 5, первый 6 и второй 7 токозадающие транзисторы, первый 8 и второй 9 вспомогательные транзисторы и первый резистор 10. Силовой вход регулирующего элемента 1 соединен с входным выводом 11 и с эмиттером транзистора 6 и коллектором транзистора 9; эмиттер которого подключен к эмиттеру транзистора 8 и коллектору транзистора 7. Управляющий вход элемента 1

1118984

12

ВНИИПИ Заказ 7452/35 Тираж В4 I!одпигное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4 которое компенсирует первоначальное изменение выходного напряжения.

В стабилизаторе коллекторный ток токозадаюшего транзистора 6 изменяется

" зависимости от изменения тока ьн нагрузки стабилизатора. Статический уровень тока 1„-ранзистора 6 при холостом ходе на выходе стабилизатора выбирается достаточно малым (десятки и сотни микроампер). при этом обеспечивается малый ток потребления всего стабилизатора.

При появлении в стабилизаторе значительного тока i „нагрузки возникает прирашение тока iI,„Hà входе регулирующего элемента 1 (которое может достигать десятков миллиампер), появляется ток 1,о, приоткрываются транзисторы 8 (1ка ) и 6, появляется прирашение тока iraq. После окончания переходного режима, приращение входного тока 1вхпрактически полностью компенсирует изменение коллекторного тока 1н токозадаюшего транзистора 6 (i« i а„).

В предлагаемом стабилизаторе это соотношение будет выполняться при любом разбросе параметров транзисторов 6, 8, 9 и регулируюшего элемента 1; поскольку взаимная компенсация токов 1каи 1ик основана на приципе следяшей связи. Статический режим стабилизатора задается уровнем опорного тока 1олтокозадаюшего транзистора 7 (десятки и сотни микроампер), а также соответствующим рассогласованием площадей эмиттерных переходов транзисторов 8 и 9 (Syg 3-58.-а ), что достигается реализацией стабилизатора в полупроводниковом исполнении.

B стабилизаторе-прототипе также используется цепь компенсации входного тока регулируюшего элемента, но поскольку работа этой цени основана на принципе положительной обратной связи, то ей обязательно присуще явление перекомпенсации или не

)o докомпенсации тока i при разбросе нараметров транзисторов. Выполнение словия компенсации для прототипа возможно только для одного единственного сочетания параметров транзисторов. 11îýòoìó в стабилизаторе-прототипе (с учетом возможного разброса параметров активных элементов) необходимо выбирать значительно большие статические уровни токов токозадаюших транзисторов по сравнению с предлагаемым стабилизатором.

Предлагаемый стабилизатор имеет более низкий (в 2 — 3 раза) ток потребления, на 3 транзистора и 4 резистора меньше II() сравнению со стабилизатором-прототипом.

Дополнительное достоинство предлагаемого стабилизатора состоит также в том, что он имеет меньшее минимальное напряжение на регулирующем элементе, что обусловлено изменением способа подключения первого резистора 10 к управляющему входу регулирующего элемента 1, что .способствует . увеличению КПД стабилизатора.