Стабилизатор постоянного тока

 

Союз Советскик

Социалистическмк

Республик

Oll И(. :АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >890381

l

/l .— г (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 1412.79 (21) 2851729/24-67 (51) М. Кл.

G 05 F 1/56 с присоединением заявки .% 2861 731/24-0 7;

2916747/24-07, 2916748/24-07 (23) Приоритет

Гооудврстввиный комитет

СССР по делам изебретеиий и открытий

Опубликовано 15.1 281. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15.12,81 (53) УДК621. З16. . 722. 1 (0 88. 8) Г (72) Автор. изобретения

Л.Н. Федоров

{71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может быть использовано для питания аппаратуры стабилизированным током.

Известен стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий трЪнзис- тор, резисторный датчик тока, опорный стабилитрон, компенсирующий резистор 1) .

Наиболее близким по технической ю сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий два регулирующих транзистора разного типа проводимости, два источника опорного

15 напряжения, .два резисторных датчика тока, первую компенсирующую цепь, при этом эмиттеры транзисторов подключены к входному и выходному BblBQ дам через датчики тока и соединены с

20 первой компенсирующей цепью, база одного транзистора соединена с коллектором другого транзистора и через источник опорного напряжения подключена к соответствующему входному и выходному выводу (21 .

Недостатками известных устройств являются низкая стабильность выходного тока и значительная мощность рассеяния на регулирующем транзисторе при перегрузках, что снижает КПД стабилизатора.

Цел ь и зобр ет ения — по выше ние коэффициента стабилизации и повышение КПД путем уменьшения мощности рассеяния на регулирующем транзисторе.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного тока введена вторая компенсирующая цепь, состоящая из резистора и включенная между входным и выходным выводами.

При этом первая компенсирующая цепь может быт ь выполнена на д вух рези ст о- . рах, которые шунтируют коллекторноэмиттерные переходы сост вет ст вующих транзистора с источником опорного напряжения.

3 89038

Для повышения температурной стабильности стабилизатора следует создать тепловой контакт между источником опорного напряжения и регулирующим транзисч ором. 5

Для расширения пределов регулировки выходного напряжения стабилизатора следует регулирующий транзистор выполнить иэ несколько последовательно соединенных транзисторов, базы кото- io рых через диодно-резистивные цепи соединяются с дополнительным источником напряжения, другой вывод которого подключается к точке соединения источника опорного напряжения с базой регулирующего транзистора.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного тока, на фиг. 2 - электрическая схема стабилизатора с од20 ним регулирующим транзистором, состоящим из нескольких последовательно соединенных транзисторов.

Стабилизатор постоянного тока (фиг. 1) содержит регулирующие тран25 эисторы 1 и 2, эмиттеры которых через резисторные датчики тока 3 и 4 подключены к входному 5 и выходному 6 выводам, базы транзисторов 1 и 2,соединены с коллекторами транзисторов 2 и 1 и через источники опорного напряжения 7 и 8 соединены с входным 5 и выходным 6 выводами. Первая компенсирующая цепь выполнена в виде резистора 9 и включена между эмиттерами транзисторов 1 и 2, вторая компенсирующая цепь выполнена на резисторе 10 и включена между выводами 5 и 6. Первая компенсирующая цепь может быть выполнена на двух резисторах 11 и 12, которые включаются соответственно 40 между эмиттером транзистора 1(2) и выводом 6 (5) стабилизатора. Запуск стабилизатора может осуществляться с помощью цепочки, состоящей из резистора 13 .и ключа 14 и включенной 45 между базой транзистора 1 и общим выводом 15 стабилизатора. Нагрузка вкпючается между выводами 6 и 15, а источник питания - между выводами 5 и 15 ° 50

Регулирующий транзистор стабилизатора состоит из четырех последовательно соединенных транзисторов 1, 16-18, базы которых через резисторы 19-24 и диоды 25-27 подключены к дополни- 55. тел ьному и сточни ку напряжения на ст абилитроне 28, подключенным к базе транзистора 1, Ток смещения стабили1 4 трона 28 задается резистором 29 от основного источника питания. Резистор

30 используется для осуществления дополнительной компенсации по входному напряжению питания. Второй компенсирующий резистор 10 предназначен для компенсации уме ньшения выходного тока при увеличении питающего напряжения от действия первой компенсирующей отрицательной связи через резистор 9 (или через резисторы 11 и 12).

Стабилизатор постоянного тока (фиг. 1) работает следующим образом.

После запуска стабилизатора резистор 13 отключается ключом 14. Ток транзисторов 1 и 2 определяется источником опорного напряжения 7 и 8 и резисторами 3 и 4. При. увеличении питающего напряжения растет напряжение на регулирующих транзисторах 1 и 2, на резисторах 9 и 10. В связи с тем, что напряжение на резисторах 3 и 4 от тока через резистор 9 изменяется линейно, а ток транзисторов 1 и 2 от этого напряжения изменяется нелинейно за счет нелинейности входной характеристики транзистора, то ток нагрузки при отсутствии резистора 10 и при увеличении напряжения сначала увеличивается, а в конце диапазона уменьшается. Ток через резистор 10 увеличивается линейно с ростом напряжения. Соот вет ст вующи м выбором ре зи сторов 9 и 10 можно скомпенсировать уменьшение тока нагрузки в конце рабочего диапазона изменения питающего напряжения и тем самым в несколько раз повысить стабильность выходного тока. Одновременно введение резистора 1О снижает мощность рассеяния на регулирующих транзисторах 1 и 2 и увеличивает температурную стабильность тока нагрузки. При коротком замыкании в на грузке ре гулирующие транзисторы закрываются °

Создание теплового контакта между источниками опорного напряжения на диодах 7 и 8 и транзисторами 1 и 2

1 позволяет снизить дополнительную нестабильность выходного тока за счет разогрева транзисторов. Уменьшение напряжения база-эмиттер транзисторов 1 и 2 от разогрева транзисторов компенсируется уменьшением напряжения источников опорного напряжения

7и 8..

Работа стабилизатора тока (фи г. 2) аналогична рассмотренной.

Формула изобретения

5 8903

Следует отметить работу самого регулирующего транзистора. При минимальном входном напряжении все тран- = зисторы. 1, 16-18 полностью открыты .

Ток управления транзисторами .16-18 в основном обеспечивается от опорного стабилитрона 28 через раэвязывающие диоды 25-27 и токозадающие резисторы

23 и 24. При максимальном напряжении питания и минимальном сопротивлении Ю нагрузки напряжения на транзисторах 1, l6-18 определяются выравнивающим делителем напряжения на резисторах 1922. Данное выполнение регулирующего элемента позволяет расширить диапа- э зон изменения напряжения в сторону меньших значений.

1. Стабилизатор постоянного тока, содержащий два регулирующих транзистора разного типа проводимости, два источника опорного напряжения, два. резисторных датчика тока и первую компенсирующую цепь, при этом эмиттеры транзисторов подключены к входному и выходному выводам через датчики тока и соединены с первой компенсирую- в щей цепью, база одного транзистора, соединена с коллектором другого транзистора; и через источник опорного напряжения подключена к соответствую-, щему входному или выходному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения

81 Ь мощности рассеяния на регулирующих транзисторах и повышения коэффициента стабилизации, в него введена втор ая рези сторная компенсирующая цепь, ° включенная между входным и выходным вы водами.

2. Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю щ и " с я тем, что первая ком" пенсирующая цепь состоит иэ двух резисторов, шунтирующих коллекторноэмиттерный переход соответствующих транзистора и источника опорного напряжения.

3. Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что источники опорного напряжения имеют тепловой контакт с соответствующим регулирующим транзистором.

4. Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что регулирующий транзистор состоит из нескольких последовательно соединенных транзисторов, базы которых через диодно резисторные цепи подключены к дополнительному источнику напряжения, дру" гой вывод которого подключен к точке соединения источника опорного напряжения с базой регулирующего трайзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторскбе свидетельство СССР

N 153307, кл. G 05 F 1/56, 1961.

2. Курносов А.И. Двухполюсные стабилизаторы тока. И., "Электроника", 1969, с. 13, рис. 9.

890381

Р1.2

Составитель С. Ситко

Редактор M.Недолуженко Техред И.Нинц

Корректор C. Шекмар

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 11006/78 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам. изобретений и открытий

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