Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ОП ИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Соцналистичесюа

Республик (11)670048

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 12.06.75 (21) 2144136/07 (51) М. Кл.

G 05 Р 1/58 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.08.77Бюллетень №31 (45) Дата опубликования описания (06.10.77

Государственный комитет

Соввта Миниотров СССР оо долам изооретоиий в открытий (53) УДК 621,316. .722 (088.8) (72) Автор изобретения

С. В. Назаров (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания электр и радиоаппаратуры стабилизированным напряжением постоянного тока.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий параллельный регулирующий орган и транзисторный токоограничитель (1) ,Яедостаток известного устройства в сложности схемы из-за использования дополнительного каскада фазоинвертора, а также слабое использование регулирующего органа.

Известен также стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный последовательно в выходную шину первый регулирующий транзистор с балластным резистором, соединенный через первый резистор с выводами для подключения нагрузки, второй регулирующий транзистор,входом подключенный к выходу усилителя обратной связи, своими входами соединенного с источником опорного напряжения и измерительным элементом, и орган для защи ты от перегрузок на транзисторе (2 ) Недостаток этого стабилизатора заключается в плохих энергетических показателях и малой точности стабилизации. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей и повышение точности стабилизации стабилизатора напряжения постоянного тока.

Это достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного тока, содержащем включенный последовательно в выходную шину первый регулирующий транзистор с балластным резистором, соединенный через первый резистор с выводами для подключения нагрузки, второй регулирующий тран1к эистор, входом подключенный к выходу усилителя обратной связи, своими входами соединенного с источником опорного напряже,ния и измерительным элементом, и орган для защиты от перегрузок по току на трандисторе, новым является то, что база первого регулирующего транзистора соединена с коллектором транзистора органа дл зашиты и с одним из концов второго резистора, другой конец которого соединен через третий резистор с одним из входных выводов

570043

50 для подключения питающего источника, а через четвертый резистор — с коллектором второго регулирующего транзистора, базой соединенного с базбй указанного транзисто ра органа для защиты от перегрузок по току.

На чертеже представлена функциональ ная схема стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор содержит последовательный. регулирующий транзистор 1, параллельный регулирующий транзистор 2, транзистор 3 органа для защиты от перегрузок по току, балластный резистор 4, резисторы 5, 6, 7 и 8,усилитель 9 обратной связи, измерительный элемент 10, источник опорного на- 15 пряжения 11, нагрузку 12 и питающий источник 13.

Ток нагрузки 12 протекает полностью через последовательный регулирующий транзистор 1 и балластный резистор 4. Кроме того, через эти элементы протекает часть коллекторного тока параллельного регулирующего транзистора 2 по цепи: эмиттер-коллектор,,резистор 8. Падение напряжения от этого тока на резисторе 8 закрывает тран- 25 эистор 3 органа для защиты. Другая часть коллекторного тока транзистора 2 протекает по цепи: эмиттер-коллектор, резисторы

7 и 5,источник 13. Любое изменение вели- чины этого тока влечет изменение величины 30 тока базы последовательного регулируюше-.

° го транзистора 1..В случае i запирания транзистора 2 ток базы транзистора 1, опреде-. ляемый сопротивлениями резисторов 5 и 6i достаточен для его насьццения при токах 35 нагрузки, близких к максимальным (с учетом падения напряжения на резисторе 4).

При малом токе нагрузки стабилизатор работает следующим образом.

Пусть потребляемый ток резко умень- 40 шился. В этом случае сигнал, поступающий от усилителя 9, открывает транзистор 2.

В обычных параллельных стабилизаторах приращение коллвкторного тока регулирующего элемента было бы таким, чтобы ток, проте- 45 кающий через балластный резистор 4, не изменился. Только в этом случае не изменилось бы напряжение на нагрузке.

В данном стабилизаторе увеличение коллекторного тока транзистора 2, кроме укаэанного действия, приведет к уменьшению тока базы транзистора 1 (эа счет роста падения напряжения на резисторе 5).

Это приводит к увеличению .сопротивления транзистора 1, т.е. к увеличению об- 55 щего балластного сопротивления относительно параллельного регулирующего транзистора 2. В связи с этим для поддержания на нагру=.в неизменного напряжения коллекторный ток транзистора 2 возрастает значитель- но, КПД стабилизатора будет довольно большим.

Таким образом, при мальгк токах нагрузки основная мощность при регулировании вьщеляется на последовательном транзисторе 1.

Однако эта мощность невелика, так как на суммарное значение тока нагрузки и тока параллельного регулирующего транзистора незначительно.

При большом токе нагрузки стабилизатор работает следующим образом. Пусть гок, потребляемый нагрузкой, резко возрос. В известных схемах параллельных стабилизаторов это привело бы, к запиранию регулирующего транзистора с тем, чтобы суммарный ток, протекающий через балластный резистор, остался неизменным. При этом коллекторный ток транзистора 2 должен резко уменьшиться.

С уменьшением коллекторного тока транзистора 2 уменьшается падение напряжв ния на резисторе 5. Это приводит к приоч крыванию последовательного транзистора 1 и, следовательно, к уменьшению суммарного балластного сопротивления относительно параллельного транзистора 2 (это сопротивление складывается из сопротивления резистора 4 и сопротивления перехода коллекторэмиттвр транзистора 1). В связи с этим напряжение на выходе стабилизатора остается неизменным как эа счет уменьшения тока параллельного транзистора 2, так и за счет снижения величины балластного сопротивле« ния. Так как с ростом тока нагрузки падение напряжения на транзисторе 1 уменьшается (до долей вольта)1 мощность, рассеиваемая на коллекторе, невелика.

Таким образом, в любом режиме работы на транзисторах 1 и 2 выделяется значительно меньшая мощность по сравнению с известными схемами компвнсационныхстаб..лизаторов. Это способствует увеличению КПД и повышению надежности работы стабилизатора.

При коротких замыканиях в нагрузке гребувтся защитить лишь последовательный регулирующий транзистор 1. Такая защита осуществлена с помощью транзистора 3. При коротком замыкании на выходе стабилизатора транзистор 3 выходит в режим насыщения, при этом его переход коллектор- . эмиттер шунтирует цель базового тока транзистора 1 и выключает ее.

Ф ормула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный последователь570043

Составитель С. Ситко

Редактор Е. Полионова Техред 3. Фанта Корректор,Д. Небола.

Заказ 3054/42 Тираж 1095 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но в выходную шину первый регулирующий транзистор с балластным резистором, соединенный через первый резистор с выводами для подключения нагрузки, второй регулирующий транзистор, входом подключенный к выходу усилителя обратной связи, своими! входамн соединенного с источником опорного напряжения и измерительным элементом, и орган для зашиты от перегрузок по току на транзисторе, отличающийся тем, что, с целью улучшения енергетнческих показателей н повышения точности ста-! билизации, база первого регулирующего транзистора соединена с коллектором транзистора органа для защиты и с одним из кон1 цов второго резистора, другой конец которого

; соединен через третий резистор с одним из вкодйых выводов для подключения питающего источника, а через четвертый резистор — с коллектором второго регулирующего транзисторе, базой соединенного с базой укаэанного транзистора органа для защиты от перегрузок rro току.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свндетельство СССР

No 203007, кл. G 05 Р 1/60, 1967.

2. К арпов В. И. Полупроводник оные к омпенсационные, стабилнэаторы напряжения и тока. М., Энергия» с. 64-67.