Двуполярный стабилизатор постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ИАЛИСТИ1ЕСКИ

РЕСПУБЛИН (19) ® (1 1> (ю 4 G 05 F 1/569

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ gpp .С ®р.„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯI Ц!

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3769450/24-07 (22) 10.07.84 (46) 07.01.86. Бюл. Р 1 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.И.Анисимов, А.Б.Исаков, M.Â.Êàïèòîíîâ, Н.Н.Науменко, Н.Н.Прокопенко и Ю.M.Ñîêîëîâ (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 989400, кл. G 05 F 1/58, 1982.

Linear integrated circnit ПАТА

ВООК. Т. 29, 1983, фиг. F 157. (54)(57) ДВУПОЛЯРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два регулирующих элемента, кажцый из которых включен в соответствующую разнополярную шину, управляющий вход первого регулирующего элемента подключен к выходу первого измерительно-усилительного узла, вход которого подключен к первому и второму выходным выводам, управляющий вход второго регулирующего элемента подключен к выходу второго измерительно-усилительного узла, вход которого подключен к общей шине и второму выходному выводу, цепь задания статического режима, входом подключенная к первому и второму входным выводам, а первый выходом — к задающему входу цепи тепловой защиты, первый выход которого подключен к управляющему входу второго регулирующего элемента, две цепи токовой защиты, каждая из которых состоит из транзистора и датчика тока, включенного последовательно соответственно с первым и вторым регулирующим элементом, транзисторы и резисторы, причем базы первого, второго и третьего транзисторов объединены и подключены к коллектору первого транзистора, эмиттер второго транзистора через первый резистор подключен к первому входному выводу, а коллектор — к управляющему входу первого регулирующего элемента и к второму выходу цепи тепловой защиты, эмиттер третьего транзистора через второй резистор подключен к силовому входу первого регулирующего элемента, а его коллектор — к коллектору и базе четвертого транзистора и базе пятого транзистора, эмиттер которого через третий резистор подключен к второму входному выводу, а коллектор — к управляющему входу второго регулирующего элемента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента полеэного действия путем уменьшения тока потребления и снижения минимального падения напряжения, силовой вход первого регулирующего элемента соединен с эмиттером первого транзистора и через датчик тока первой цепи токовой защиты соединен с эмиттеФ ром транзистора этой цепи и с первым входным выводом, коллектор транзистора первой цепи токовой защиты подключен к управляющему входу цепи тепловой защиты, а его база — к второму выходу цепи задержки, выход первого регулирующего элемента подключен к первому выходному выводу, силовой вход второго регулирующего элемента соединен с эмиттером четвертого транзистора и через даТчик

1203492

10 тока второй цепи токовой защиты— с вторым входным выводом и с эмиттером транзистора этой цепи, коллектор

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия путем уменьшения тока потребления и снижения минимального падения напряжения на стабилизаторе.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого двуполярного стабилизатора постоянного напряжения, на фиг.2 — входные характеристики транзисторов.

Стабилизатор напряжения (фиг.1) содержит первый регулирующий элемент 1, второй регулирующий элемент

2, первый измерительно-усилительный узел на дифференциальном усилителе

3 сигнала рассогласования и делителе

4 выходного напряжения, второй измерительно-усилительный узел на дифференциальном усилителе 5 сигнала рассогласования, делителе 6 выходного напряжения и источнике 7 опорного напряжения, цепь 8 задания статического режима, цепь 9 тепловой защиты, включающую в себя транзисторы 10-12 и резисторы 13-15, первую цепь 16 токовой защиты, включающую в себя транзистор 17 и датчик тока на резисторе 18, вторую цепь 19 токовой защиты, имеющую транзистор 20 и датчик тока на резисторе 21, а также содержит первый 22, второй 23, третий 24, четвертый 25 и пятый 26 транзисторы и первый 27, второй 28 и третий 29 резисторы.

Силовой вход регулирующего элемента .1 соединен с эмиттером транзистора 22 и через резистор 18 подключен к первому входному выводу

О

30 стабилизатора и эмиттеру транзистора 17, база которого объединена с базами транзисторов 22-24, коллектором транзистора 22 и вторым выходом цепи 8 задания статического ре15

;20

:25

45 которого подключен к эмиттеру третье

ro транзистора, а база — к базе пятого транзистора.

2 жима. Силовой вход второго регулирующего элемента 2 соединен с эмиттером транзистора 25 и через резистор

21 связан с вторым входным выводом 31 стабилизатора и эмиттерами транзисторов 11 и 20, коллектор последнего подключен к эмиттеру транзистора

24 и через резистор 28 соединен с силовым входом регулирующего элемента 1, а база объединена с базами транзисторов 25 и 26 и коллекторами транзисторов 24 и 25.

Выход первого регулирующего элемента 1 является первым выходным выводом 32 стабилизатора, к которому подключен первый вход делителя 4, а

его управляющий вход связан через резистор 14 с коллектором транзистора 11 и подключен к коллектору транзистора 23 и выходу первого дифференциального усилителя 3, инвертирующий вход которого соединен с выходом делителя 4, а неинвертирующий вход связан с первым входом делителя. Выход второго регулирующего элемента 2 является вторым выходным выводом 33 стабилизатора, к которому подключены вторые входы делителей 4 и 6, а его управляющий вход соединен с коллекторами транзисторов 26 и 12 и выходом усилителя 5, неинвертируннций вход которого связан с выходом источника 7 опорного напряжения, подключенного между общей шиной 34 и выходным выводом 33 стабилизатора, а инвертирующий вход связан с выходом делителя 6, присоединенного первым входом к общей шине 34. Первый выход цепи

8 задания статического режима,включенной между первым 30 и вторым 31 входными выводами стабилизатора, соединен с базой транзистора 10, эмиттер которого связан с базой транзистора 11 и коллектором транзистора 17 и через резистор 13 подключен к второму входному выводу

1203492

31 стабилизатора. Эмиттер транзистора 12 связан с общей шиной, а база через резистор 15 соединена с коллектором транзистора 11. Эмиттеры транзисторов 23 и 26 подключены соответственно через резисторы 27 и 29 к первому 30 и второму 31 входным выводам стабилизатора.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При изменении напряжения на первом выходном выводе 32 стабилизатора сигнал рассогласования через делитель 4 выходного напряжения поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 3 и, усилившись, воздействует на управляющий вход регулирующего элемента 1, при этом на его выходе появляется приращение тока, которое компенсирует первоначальное изменение выходного напряже" ния. Аналогичным образом стабилизируется напряжение на втором выходном выводе 33 стабилизатора, при этом сигнал рассогласования передается через делитель б, дифференциальный усилитель 5 и регулирующий элемент 2.

О

В стабилизаторе коллекторные токи Jgz3 3gzg токозадающих транзисторов 23 и 26 изменяются в зависимости от вариации токов нагрузки и Jpg и стабилизатора. При холостом ходе на выходах 32 и 33 стабилизатора статические уровни токов Ук 3, 3 е не превышают десятков или сотен микроампер, при этом-удается обеспечить малые токи потребления стабилизатора.

Предположим, что появился значительный ток нагрузки "н на выходе

32 стабилизатора. При этом возникает приращение напряжения на резисторе 18, что приводит к увеличению тока Ук 3 — это необходимо для обеспечения режима по току управляющего входа регулирующего элемента

Транзисторы 17 и 23 имеют различные площади эмиттеров (входные характеристики этих транзисторов представлены на фиг.2). Иэ рассмотрения характеристик транзисторов очевидно, что транзистор 17 цепи 16 токовой защиты может находиться практически в обесточенном состоянии при вариации в широких пределах эмиттерного тока транзистора 23 { 33 3- кz3 )

Следовательно, при возрастании тока нагрузки н(сначала возрастает ток 3gz3 а транзистор 17 остается практически обесточенным. Но когда ток нагрузки достигает макси5 мального значения н1макс, то существенно возрастают, токи эмиттера и коллектора транзистора 17, входит в активный режим транзистор 11, появляется ток в его коллекторной цепи, при этом регулирующий элемент

1 подзакрывается и ограничивается ток нагрузки Jq . В предлагаемом устройстве цепь 16 токовой защиты включается при сравнительно малых напряжениях на токозадающем резисторе 18 (Кк(к =100-150 В).

Аналогичным образом при возрастании тока нагрузки YqZ сначала возрастает ток коллектора транзис20 тора 26, обеспечивая режим по току регулирующего элемента 2, а когда ток нагрузки достигает максимального значения нгмакс, входит в активный режим транзистор . 20 цепи 19 токовой защиты. При этом уменьшаются эмиттерные и коллекторные токи транзисторов 24-26, регулирующий элемент 2 подзакрывается и ток нагрузки Ун ограничивается.

В известном стабилизаторе токи токозадающих транзисторов 23 и 26 не могут изменяться при вариации нагрузочных токов стабилизатора, поэтому их статические уровни выбираются достаточно высокими (до десятков миллиампер), для того чтобы обеспечить входные токи регулирующих элементов 1 и 2 в режиме максимальных нагрузок стабипизатора по току. В этом стабилизаторе при номинальном токе нагрузки Ун(, УН паденйе напряжения на токозадающих резисторах 18 и 21 составляет 0,8-0,6 В,что значительно увеличивает минимальную величину напряжения на стабилизаторе, Предлагаемый двуполярный стабилизатор постоянного напряжения имеет в 3-5 раз более низкий ток потребле .» ния и на 0,5-0,7 В меньшую величину минимального напряжения на стабилизаторе по сравнению с известным стабилизатором. Это приводит к повышению К1Щ предлагаемого стабилизатора на5-101.Дополнительным достоинст:—

55 вом предлагаемогостабилизатора является простотаего схемнойреализации— он соедржитна четыреэлемента меньше по сравнению сизвестным устройством, 1203492 (Рчг 1 /зИ7

Составитель С.Горбачева

Редактор А.Шишкина Техред И.Асталош Корректор Л. Патай

Заказ 8415/50 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4