Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св.№.983678, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, в него введено N первых диодов, N вторьпс отключающих транзисторов, коллекторы которых соединены с выводами для подключения соответствующих W дополнительных источников напряжения, эмиттеры (N-I) вторых отключающих транзисторов через (N-1) первых дио ,дов подключены к одному из питающих выводов блока управления, эмиттер N-ro из вторых отключающих транзисторов соединен с указанным питающим выводом непосредственно, а база каждого из вторых отключающих транзисторов через последовательную цепочку из введенных первого и второго дополнительных резисторов соединена с выводом для подключения соответствующего дополнительного источника напряжения и через первый из указанных дополнительных резистогров - с коллектором соответствующего запирающегЪ транзистора и с катодом соответствующего из N введенных вторых диодов, анод которого соединен с резисторами в цбпи базы соответствующего из N первых отклю (Л чающих транзисторов, причем N-й из С первых введенных диодов включен между эмиттером N-ro из вторых отключающих транзисторов и выводом дпя подключения основного источника напряжения .. Од со ел

((9) (! 1) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1ц4 Q 05 F 1/56

" - " - л фР1 (, ("1 " -;.,13 я(ЦИКЛ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 983678 (21) 3715645/24-07 (22) 27.03.84 (46) 30.08.85. Бюл. Ф 32 (72) В.Д.Бобков и И.Н.Троян (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 983678, кл. G 05 F 1/56, 1982. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св.В:983678, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, в него введено Я первых диодов, N вторых отключающих транзисторов, коллекторы которых соединены с выводами для подключения соответствующих Н дополнительных источников напряжения, эмиттеры (N-1) вторых отключающих транзисторов через (Б-1) первых дио:дов подключены к одному из питающих выводов блока управления, эмиттер

N-го из вторых отключающих транзисторов соединен с указанным питающим выводом непосредственно, а база каждого из вторых отключающих транзисторов через последовательную цепочку из введенных первого и второго дополнительных резисторов соединена с выводом для подключения.соответствующего дополнительного источника напряжения и через первый из указанных дополнительных резисто ров — с коллектором соответствующего запирающего транзистора и с катодом соответствующего из N введенных вторых диодов, анод которого соединен с резисторами в цепи базы I соответствующего из N первых отключающих транзисторов, причем N-й из первых введенных диодов включен между С эмиттером N-го из вторых отключающнх транзисторов и выводом для подключения основного источника напряжения.

leal

1176315

Изобретение относится к электротехнике и может быть. использовано в источниках вторичного электропитания различных радиотехнических устройств.

По основному авт.ев. У 983678 5 известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий блок управления, входом подключенный к вы- . ходным выводам стабилизатора„ основной и И дополнительных регулирующих транзисторов, коллекторы которых сое-. динены с выводами для подключения основного и г1 дополнительных источников напряжения, а эмиттеры соединены с одним из выходных выводов Н запирающих транзисторов, эмиттеры которых соединены с эмиттерами соответствующих дополнительных регулирующих транзисторов, а базы через резисторы подключены к коллекторам предыдущих регулирующих транзисторов, причем переходы коллектор-база запирающих транзисторов зашунтированы конденсаторами, М отключающих транзисторов, эмиттеры которых подключены к базам соответствующих дополнительных регулирующих транзисторов, коллекторы и базы через резисторы подключены к коллекторам соответствующих запирающих транзисторов, 30 а выход блока управления через резисторы подключен к коллекторам отпирающих транзисторов 11 ).

Недостатком такого стабилизатора является то, что блок управления в З5 нем необходимо запитывать от N-ro источника питания, т.е. напряжение питания блока управления равно сумме напряжений основного и N дополнительных источников питания. Это при- 40 водит к тому, что при максимальных напряжениях основного и дополнительных источников питания, когда ток нагрузки пропускает основной регулирующий транзистор, блок управления оказывается запитанным от неоправданно высокого напряжения, что в свою очередь приводит к лишним потерям, т.е, к уменьшению КПД и снижению надежности работы стабилизатора. 50

Цель изобретения — повью ение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока введено N первых у диодов, N вторых отключающих транзисторов, коллекторы которых соеди- . нены с выводами для подключения соответствующих .N дополнительных источников напряжения, эмиттеры (11-1) вторых отключающих транзисторов через (N-1) первых диодов подключены, к одному из питающих выводов блока управления, эмиттер N-го из вторых отключающих транзисторов соединен с указанным питающим выводом непосредственно, а база каждого из вторых отключающих транзисторов через последовательную цепочку из введенных первого и второго дополнительных резисторов соединена с выводом для подключения соответствующего дополнительного источника напряжения и через первый лз указанных дополнительных резисторов— с коллектором соответствующего запирающего транзистора и:с к атодом соответствующего из N введенных вторых диодов, анод которого соединен с резисторами в цепи базы соответствующего из N первых отключающих транзисторов, причем N-й из первых введенных диодов включен между эмиттером N-ro из вторых отключающих транзисторов и выводом для подключения основного источника напряжения.

На чертеже представлена электрическая схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит основной

1 и дополнительные 2-4 регулирующие транзисторы, запирающие транзисторы

5-7, первые отключаюшие транзисторы

8-10, вторые отключающие транзисторы

11 — 13 резисторы 14-36, диоды 37-42, конденсаторы 43-45, источники питания — основной 46, дополнительные

47-49, блок 50 управления, общий выходной вывод 51.

Блок управления и. регулирующие транзисторы составляют замкнутый контур регулирования, поддерживающий выходное напряжение неизменным.

Сущность работы стабилизатора состоит в том, что ток нагрузки пропускает тот регулирующий транзистор,на коллекторе которого имеется минимальное напряжен ие относительно эмиттера. При минимальном напряжении источников 46-49 питания ток нагрузки пропускает транзистор 4, в цепи базы которого протекает ток от блока

50 управления через резистор 36 и открытый транзистор 10. Ток в цепи базы транзистора 10 обеспечивается цепочкой из резисторов 27 и 28. Питание на блок управления поступает

1 1 76315

45 через транзистор 13,открытый благодаря наличию цепочки из резисторов

21 и 22. При определенном увеличении напряжения источников .46-49 суммарное напряжение источников 46-48 превысит выходное напряжение. На коллекторе регулирующего транзистора 3 появится напряжение, которое через резистор 16 откроет транзистор 7, последний зашунтирует токи баз транзисторов 10 и 13. Эти транзисторы закроются. Закрывание транзистора 10 прервет ток базы регулирующего транзистора 4, он закроется и функция регулирования перейдет к транзистору 3. Закрывание транзистора 13 при этом обеспечит питание блока 50 управления от менее высокого напряжения через диод 39 и транзистор 12, открытый благодаря наличию цепочки из резисторов 19 и 20.

При дальнейшем увеличении напряжений функция регулирования аналогичным образом перейдет последовательно к транзисторам 2 и 1, а блок управления последовательно подключится к сумме напряжений источников 46 и

47 и к источнику 46. Резисторы 3032 обеспечивают надежное запирание транзисторов 2-4 соответственно при отсутствии базовых токов транзисторов 2-4. Конденсаторы 43-45 служат для уменьшения переменной составляющей на выходе стабилизатора при переходе функции регулирования от одного регулирующего транзистора к другому. Диоды 40-42 предотвращают протекание неуправляемых токов баз регулирующих транзисторов. Например, для транзистора 4 таким то.— ком при от сут ст вин диода 42 будет . ток, протекающий по цепи, состоящей из резисторов 22 и 28 перехода база — эмиттер транзистора 10. Диоды

38 и 39 предотвращают инверсное включение транзисторов 11 и 12 при открытом транзисторе 13, диод 37 предотвращает подачу более высокого напряжения с источников 47-49 на коллектор транзистора 1 при открытых транзисторах 11-13. Резисторы

17, 19 и 21 обеспечивают надежное запирание транзисторов Il 13, а резисторы 24, 26 и 28 — транзисторов

8-10 соответственно. Блок управления может быть выполнен на операционном усилителе или интегральном стабилизаторе 142EH..

Ток, протекающий через резисторы 33-36 от блока управления потребляется от источников 46-49.

Стабилизатор обеспечивает ток управления от тех источников, от которых в данный момент запитывается нагрузка. Например, если функцию регулирования выполняет транзистор

4, ток управления потребляется от суммы напряжений источников 46-49, если функцию регулирования выполняет транзистор 1, ток управления потребляется от источника 46. В прототипе ток управления независимо от того, какой транзистрр выполняет функцию регулирования, всегда потребляется от суммы напряжений источников 46-49. При минимальном напряжении источников, когда функцию регулирования выполняет транзистор 4, мощность, рассеиваемая блоком управления в предлагаемой схеме будет равна мощности, рассеиваемой в известной. Во всех других случаях мощность, рассеиваемая блоком управления в данной схеме, будет меньше чем в известной, т.е. КПД предлагаемой схемы будет выше .

Таким образом, предлагаемая схема позволяет уменьшить мощность, потребляемую блоком управления, и повысить КПД. Кроме того, уменьшение напряжения питания блока управления позволяет уменьшить коэффициент электрической нагрузки на элементы блока управления и тем самым повысить надежность работы блока управления.

1176315

Составитель С.Ситко

Техред С.Мигунова Корректор А.Тяско

Редактор М.Петрова

Закан 536lt 48 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,