Стабилизатор постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

u1) 4 G 05 F 1 569

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС ТВУ

®Ъщр,„=

18 " т, (21) 3770386/24-07 (22) 10.07.84 (46) 07.01.86. Бюл. 1Ф 1 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.И.Анисимов, А.Б.Исаков, M.Â.Êàïèòîíîâ, Н.Н,Прокопенко и Ю.M.Ñîêîëîâ (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. M.: Мир, 1984, т.2, с. 479.

Linear integrated circuit ЭАТА

ВООК. Мау 1983, vol. 29, р. 226, fig. F 241. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий составной регулирующий транзистор, .усилитель сигнала рассогласования, первый источник тока, узел защиты от перегрузки по выходному току и рассеиваемой мощности и цепь дополнительной обратной связи по току нагрузки, включающие в себя первый, второй и третий резисторы, причем силовой вход регулирующего транзистора соединен с входным выводом, с эмиттером второго транзистора и выводами питания усилителя сигнала рассогласования и первого источника тока, база составного регулирующего транзистора соединена с выходом усилителя сигнала рассогласования, выходом первого источника тока и с коллекторами третьего и четвертого транзисторов, база третьего транзистора соединена с коллектором и базой второго транзистора, база пятого транзистора подключена к базе проходного регулирующего транзистора, а его коллектор через третий резистор соединен с выходным выводом, первым входом усилителя сигнала рассогласования и с эмиттером четвертого транзистора, база которого через последовательно соединенные стабилитрон и первый резистор подключена к входному выводу, общий вывод и второй вход усилителя сигнала рассогласования связаны с общей шиной, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения минимально допустимого падения напряжения на регулирующем транзисторе, эмиттер первого транзистора соединен с входным выводом, через второй резистор—

I с эмиттерам третьего транзистора, база первого транзистора подключена к базам второго и третьего транзисторов и к коллектору пятого транзистора, коллектор первого транзистора соединен с базой четвертого транзистора и с первым выводом второго введенного источника тока, второй вывод которого подключен к общей шине, а эмиттер проходного регулирующего транзистора непосредственно соединен с выходным выводом.

1203493

20

30

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для электропитания маломощной радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение КПД путем снижения минимально допустимого падения напряжения на регулирующем транзисторе.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора . постоянного напряжения, на фиг.2 и

3 — вольт-амперные характеристики устройства.

Предлагаемый стабилизатор содержит составной регулирующий транзистор 1, усилитель 2 сигнала рассогласования, первый источник 3 тока, цепь дополнительной обратной связи по току нагрузки и узел защиты от перегрузки по выходному току и рассеиваемой мощности, включающие в себя первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 транзисторы, первый 9, второй 10 и третий 11 резисторы, стабилитрон 12 и второй источник 13 тока, причем силовой вход регулирующего транзистора 1 соединен с входным выводом 14, с входами питания усилителя 2 и источника 3, с эмиттерами транзисторов 4 и 5., через .резистор 10 — с эмиттером транзисто— ра 6. База регулирующего транзистора

1 соединена с выходом усилителя 2, с выходом источника 3 и с коллекторами транзисторов 6 и 7. Выход регулирующего транзистора 1 соединен с выходным выводом 15, с эмиттером транзистора 7, с входом усилителя 2 сигнала рассогласования, через резистор

11 — с эмиттером транзистора 8, база которого подключена к базе проходного регулирующего транзистора 1. Коллектор транзистора 8 соединен с коллектором транзистора 5 и с базами транзисторов 4-6. База транзистора

7 соединена с первым выводом второго источника 13 тока и через последовательно соединенные резистор 9 и стабилитрон 12 — с входным выводом

14. Общий вывод усйлителя 2 и второй вывод источника тока 13 соединены с общей шиной 16.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим,рбразом.

Усилитель 2 сигнала рассогласования и регулирующий транзистор 1 образуют основной контур отрицательной обратной связи, за счет которого выходное напряжение стабилизатора поддерживается постоянным при изменении в широких пределах входного напряжения, Увеличение тока нагрузки lq приводит к увеличению напряжения эмиттер-база проходного регулирующего транзистора 1, при этом появляется приращение коллекторного тока 4 а транзистора 8, вызывающее соответствующее приращение тока коллектора транзистора 6. Приращение коллекторного тока транзистора 6 компенсирует приращение входного тока 1вц регулирующего транзистора 1, вызванное изменением тока нагрузки.

При изменении тока нагрузки в диапазоне О

Для обеспечения эффективной работы цепи дополнительной обратной связи по току нагрузки необходимо, чтобы в диапазоне токов нагрузки 0< р 1н транзистор 6 имел большую крутизну проходной характеристики, чем транзистор 4, т.е. имел большую площадь перехода эмиттер-база. При токах нагрузки I„ >iIuq для получения высокой крутизны срабатывания токовой защиты крутизна проходной характеристики транзистора 6 должна быть меньше крутизны транзистора 4, что достигается включением резистора lO в эмиттерную цепь транзистора 6.

На фиг.2 кривая 1 отображает проходную характеристику транзистора 4, кривая 2 — проходную характеристику транзистора 6 с учетом резистора 10.

Из расстояния характеристик следует, 3 12034 что отношение токов эмиттеров транзисторов 4 и 6 будет иметь вид (фиг.3):

О е.хр

1 Т где 1 и, I — токи эмиттеров транЗЧ Э6 зисторов 4 и 6 соответственно, 10 л Uqp — разность напряжений эмиттер-база транзисторов 6 и 4 при равных токах, температурный потенциал (=26 мВ при

=20 С), < Z = r n Z1 зн, где Sq6 и 3, — площади переходов эмиттер-база транзисторов 6 и 4 соот-. ветственно.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при соответствующем выборе соотношения площадей переходов эмиттер-база транзисторов 4 и 6 и сопротивления резистора 10 достигается высокая эффективность работы цепи дополнительной обратной связи по току нагрузки и цепи защиты стабили93 затора от перегрузки по выходному . току и рассеиваемой мощности.

Ток срабатывания цепи защиты определяется следующим образом:

I„,=t 11„дахр 1,„j „) У,, 1„ — значение выходного тока. источника 13;

М вЂ” отношение площадей переходов эмиттер-база проходного регулирующего транзистора 1 и транзистора 8.

Стабилизатор постоянного напряжения имеет га нимальное падение напрягде жения вход-выход: (4 -(вых). = О " гр.=

Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения по сравнению с известным имеет на 257. меньшее допустимое падение напряжения вход-выход, что позволяет существенно увеличить его КПД. Так, при выходном напряжении 5 В, известный стабилизатор имеет максимальный КПД 637, а предлагаемый 717.

Применение стабилизатора постоянного напряжения для электропитания маломощной радиоэлектронной аппаратуры позволит значительно улучшить ее энергетические характеристики.

1203493

ЯКА тг

d Ку 1

Ð1ï

Составитель В.Есин

Редактор А.Шишкина Техред И.Асталош Корректор В.Бутяга . Заказ 8415/50 Тираж 8б2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4