Двухполярный стабилизатор постоянного напряжения

 

ДВУПОЛЯРНЫЙ СТАВИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй регулируннцие элементы , первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй делители выходного напряжения, источник опорного напряжения, цепь задания статического режима, первый и второй выходные транзисторы, первый и второй токозадаювр1е транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, резистор , причем силовые входы первого и второго регулирующих элементов соединены соответственно с первьм и вторым входными вьшодами стабилизатора , а их выходы - соответственно с первым и вторым выходнь&швыводами стабилизатора, которые соединены между собой через первый делитель вькодного напряжения, выход второго регулирующего элемента через второй делитель выходного напряжения подключен к общей шине, а его управляющий вход соединен с коллектором второго токозадающего транзистора, база которого связана с коллектором первого вспомогательного транзистора, управлякиций вход первого регулирующего элемента подключен к коллектору первого токозадающего транзистора, цепь задания статического режима связана с первым и вторым входными выводами стабилизатора, а ее выход подключен, к базе первого вспомогательного транзистора , резистор соединен с эмиттером второго вспомогательного транзистора , база первого выходного транзистора подключена к выходу первого дифференциального усилителя, один из § входов которого соединен с выходом .первого делителя выходного напряжения , а другой вход связан с общей шиной, бааа второго выходного транзистора подключена к выходу второго дифференциального усилителя, один из входов которого соединен с выходом второго делителя выходного напряжения, а другой вход связан с выходом источIS9 ника опорного натфяжения, включенного между общей шиной и вторым выходным О) выводом, отличающийся тем, О) что, с целью увеличения КПД и повышения надежности путем снижения тока потребления и упрощения схемы, эмиттеры первого и второго выходных транзисторов соединены с управляющими входами первого и второго регулирующих элементов соответственно, коллектор первого выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного транзистора, эмиттер которого подключен к эмиттеру второго вспомогательного транзистора и к коллектору второго выходного транзистора, база второго вспомогательного транзис

СОКИ СОВЕТСНИХ нана

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н свтааснави свнавтвтвства

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЫРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ (21) 3616117/24-07 (22) 07.07.83 (46) 30. 10.84. Бюл. И- 40 (72) В.И. Анисимов, М.В..Капитонов, Н.Н. Прокопенко, Ю.М. Соколов, А.Б. Исаков и Н.Н. Науменко (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) и Шахтинский технологический институт (53) 621.316.722. 1(088.8} (56) 1. ".Зарубежная радиоэлектроника", 1979, Ф 1.

2. Linear Integrated Circuit.

DATA ВООК, vol ° 27, June, 1982, fig. F 157. (54)(57) ДВУПОЛЯРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй регулйрующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй делители выходного напряжения, источник опорного напряжения, цепь задания статического режима, первый и второй выходные транзисторы, первый и второй токозадающие транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, резистор, причем силовые входы первого и второго регулирующих элементов соединены соответственно с первым и вторым входными выводами стабилизатора, а их выходы - соответственно с первым и вторым выходными выводами стабилизатора, которые соединены между собой через первый делитель выходного напряжения, выход второго регулирующего элемента через второй делитель выходного напряжения подключен к общей шине, а его управляющий вход соединен с коллектором второго токо,„5U„„1121660 A задающего транзистора, база которого связана с коллектором первого вспо- могательного транзистора, управляющий вход первого регулирующего элемента подключен к коллектору первого токозадающего транзистора, цепь зада- . ния статического режима связана с первым и вторыи входными выводами стабилизатора, а ее выход подключен. к базе первого вспомогательного транзистора, резистор соединен с эмиттером второго вспомогательного транзистора, база первого выходного транзистора подключена к выходу первого дифференциального усилителя, один из входов которого соединен с выходом Е первого делителя выходного напряжения, а другой вход связан с общей шиной, база второго выходного транзистора подключена к выходу второго дифференциального усилителя, один из Р входов которого соединен с выходом

0aaL второго делителя выходного напряжения, а другой вход связан с выходом источника опорного напряжения, включенного © между общей шиной и вторым выходным выводом, отличающийся тем, 45что, с целью увеличения КПД и повышения надежности путем снижения тока потребления и упрощения схемы, эмиттеры первого и второго выходных транзисторов соединены с управляющими входами первого и второго регулирующих элементов соответственно, коллек- тор первого выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного транзистора, эмиттер которого подключен к эмиттеру второго вспомо" гательного транзистора и к коллектору второго выходного транзистора, база второго вспомогательного транзис1121660 тора соединена с выходом первого регулирующего элемента и с резистором, а его коллектор соединен с базой первого токозадающего транзистора, эмиттер котооого подключен к снловоИзобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения постоянного тока.

Известны схемы непрерывных двуполярных стабилизаторов постоянного напряжения последовательного типа, содержащие регулирующие элементы, усилители сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, делители выходного напряжения н цепь зада- цо ния статического режима f1 ) и (2).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является двуполярный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй регулирующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй делители выходного напряжения, источник опорного напряжения, цепь задания статического режима,2О первый и второй выходные транзисторы, первый и второй токозадающие транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем силовые входы первого и второго

25 регулирующих элементов соединены соответственно с первым и вторым входными выводами, а их выходы — соответственно с первым и вторым выходными выводами, которые соединены между ЗО собой через первый делитель выходного напряжения, выход второго регулирующего элемента через второй делитель выходного напряжения подключен к общей шине, à его управляющий вход З5 соединен с коллектором второго токозадающего транзистора, база которого связана с коллектором первого вспо" могательного транзистора, управляющими вход первого регулирующего элемента 4ф подключен к коллектору первого токозадающего транзистора, цепь задания статического режима связана с первым и вторым входными выводами, а ее выход подключен к базе первого вспомо- 45 му входу первого регулирующего элемента, эмиттер второго токозадающего транзистора соединен с силовым входом второго регулирующего элемента. гательного транзистора, первый резистор соединен с эмиттером второго вспомогательного транзистора, база первого выходного транзистора подключена к выходу первого дифференциального усилителя, один из входов которого соединен с выходом первого делителя выходного напряжения, а другой вход связан с общей шиной, база второго выходного транзистора подключена к выходу второго дифференциального усилителя, один из входов которого соединен с выходом второго делителя выходного напряжения, а другой вход связан с выходом источника опорного напряжения, включенного между общей шиной и вторым выходным выводом 2 3.

Недостатками известных устройств являются сравнительно сложная схемная реализация и высокий ток потребления, что отрицательно сказывается на КПД и надежности стабилизатора.

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

Поставленная цель достигается тем, что в двуполярном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем первый и второй регулирующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй делители выходного напряжения, источник опорного напряжения, цепь задания статического режима, первый и второй выходные транзисторы, первый и второй токоэадающие транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, резистор, причем силовые входы первого и второго регулирующих элементов соединены соответственно с первым и вторым входными выводами стабилизатора, а их выходы — соответственно с первым и вторым выходными выводами стабилизатора, которые соедине3 1121 ны между собой через первый делитель выходного напряжения, выход второго регулирующего элемента через второй делитель выходного напряжения подключен к общей шине, aего управляющий вход соединен с коллектором второго токозадающего транзистора, база которого связана с коллектором первого вспомогательного транзистора, управляющий вход первого регулирующего 1р элемента подключен к коллектору первого токозадающего транзистора, цепь задания статического режима связана с первым и вторым входными выводами стабилизатора, а ее выход подключен к базе первого вспомогательного транзистора, резистор соединен с змиттером второго вспомогательного транзистора, база первого выходного транзистора подключена к выходу первого диф- 20 ференциального усилителя, один из входов которого соединен с выходом первого делителя выходного напряжения, а другой вход связан с общей шиной, база второго выходного тран- 2$ зистора подключена к выходу второго дифференциального усилителя, один из входов которого соединен с выходом второго делителя выходного напряжения, а другой вход связан с выходом источника опорного напряжения, включенного между общей шиной и вторым выходом стабилизатора, эмиттеры.первого и второго выходных транзисторов соединены с управляющими входами первого и второго регулирующих элементов соответственно, коллектор первого выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного транзистора, эмиттер которого подклю- чен к эмиттеру второго вспомогательного транзистора и к коллектору второго выходного транзистора, база второго вспомогательного транзистора соединена с выходом первого регули- 4> рующего элемента и с резистором, а

его коллектор соединен с базой первого токозадающего транзистора, эмиттер которого подключен к силовому входу первого регулирующего элемента, эмиттер второго токозадающего транзистора соединен с силовым входом второго регулирующего элемента.

На чертеже приведена схема двуполярного стабилизатора постоянного на-я пряжения.

Стабилизатор содержит первый 1 и второй 2 регулирующие элементы, 660 4 первый 3 и второй 4 дифференциальные усилители, первый 5 и вт< рой 6 делители выходного напряжения, источник 7 опорного напряжения, цепь 8 задания статического режима, первый 9 и второй 10 выходные транзисторы, первый

11 и второй 12 токозадающие транзисторы, первый 13 и второй 14 вспомогательные транзисторы и резистор !5.

Силовые входы первого 1 и второго 2 регулирующих элементов являются соответственно первым 16 и вторым 17 входными выводами и соединены с эмиттерами транзисторов 11 и 12 соответственно. Управляющий вход элемента 1 связан с эмиттером транзистора 9 и коллектором транзистора 1, база которого соединена с коллектором транзистора 14. Управляющий вход второго регулирующего элемента 2 соединен с эмиттером транзистора 10 и коллектором транзистора 12, база которого связана с коллектором транзистора 13, Выходы элементов 1 и 2 являются соответственно первым 18 и вторым 19 выходными выводами, которые связаны между собой через делитель 5. Выход элемента 2 через делитель 6 соединен с общей шиной 20. Один из входов усилителя 3 подключен к общей шине 20, другой вход — к выходу делителя 5 а его выход - к базе транзистора 9, коллектор которого соединен с базой транзистора 13 и выходом цепи 8 задания статического режима, включенной между первым 16 и вторым 17 входными выводами. Один из входов усилителя 4 соединен с выходом источника 7 опорного напряжения, подключенного между общей шиной 20 и вторым выходом 19 стабилизатора, другой вход усилителя 4 соединен с выходом делителя 6, а его выход — с базой транзистора 10, коллектор которого связан с объединенными эмитерами транзисторов 13 и

14 и через резистор 15 подключен к базе транзистора 14 и первому выходу

18 стабилизатора.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При изменении напряжения на первом выходе 18 стабилизатора сигнал рассогласования через делитель 5 поступает на инвертирующий вход усилителя 3 и, усилившись, воздействует на управляющий вход регулирующего элемента 1, при этом на его выходе появляется приращение тока, компен1121660

ЗНИИИИ Заказ 7981/37 Тираж 841 Подписное

Фцшав ШШ "Пвтаит", r йн ород,ул.Ироеативя, 4 сирующее первоначальное изменение выходного напряжения. Аналогично стабилизируется напряжение на втором выходе 19 стабилизатора, при этом сигнал рассогласования передается через делитель 6, дифференциальный усилитель 4 и регулирующий элемент 2, В предлагаемом стабилизаторе выходные токи К„„и ъК токозадающих транзисторов 11 и 12 изменяются в 10 зависимости от вариации токов нагрузки i„. è i gy стабилизатора. При холостом ходе на выходах 18 и 19 стабилизатора статические уровни токов

Х, 1„ не превышают десятков мик- 15 роампар, йри этом удается обеспечить малые токи потребления стабилизатора

= х „«x „x „„ "z „ъ--

8 11 ° 9 И) Предположим, что появился значительный ток нагрузки igg,íà выходе 19 стабилизатора. При этом возникает приращение тока „ в цепи управляющего входа регулирующего элемента 2, 25 которое может достигать десятков миллиампер, появляются приращения токов

i, приоткрывается транзистор

1 и возрастает его коллекторный ток, После окончания переходного ре-ЗО

kji а полу"аем вх " ка приращение тока i 9 обеспечивается за счет изменения коллекторного тока транзистора 12.

Аналогичным образом возникновение значительного тока нагрузки „„ на выходе 18 стабилизатора приводит к появлению приращений токов i z><, кз б 13,к ф .кй k1o

1 ление этого тока противоположно указанному на чертеже 1 „„ ), приоткрывается транзистор 11 и возрастает его коллекторный ток ь 1„. После окончания перЕходного режима все приращение тока В„, обеспечивается за счет изменения коллекторного тока транзистора 11 УМЫ вх

В стабилйзатсре-прототипе токи: токозадающих транзисторов не могут изменяться при вариации нагрузочных токов стабилизатора, и поэтому нх статические уровни выбираются достаточно высокими (до десятков миллиампер) для того, чтобы обеспечить входные токи регулирующих элементов в режиме максимальных нагрузок стабилизатора по току.

Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения имеет в 3-5 раз более низкий ток потребления и содержит на один транзистор и шесть резисторов меньше по сравнению со стабилизатором-прототипом.