Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения

 

Союз Советскик

Социапистическик т еснубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ Св ТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаявЛено 30.1079 (2! ) 2835402/24-07 с присс единением заявки HF— (23) Приоритет

Опубликовано 23Л281, бюллетень N9 47

Дата опубликования описания 231281 (51) М. Кл.з

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по дыаи изобретений и открытий (S3) УДК 621.316.722. .1(088.8) (72) Автор . йзобретения

С.Т. Дремов т + йц(1р

f:.)(фф» р (71) Заявитель (54) НИЗКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания.

Известен низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, облада«ющий,.повышенным КПД и надежностью эа счет малой мощности рассеяния на регулирующем элементе. Мощность рассеяния на регулирующем элементе такого стабилизатора уменьшена за счет разделения цепей питания коллекторов era силового и согласующих транзисторов (1).

Однако это устройство требует на- 15 личия дополнительного источника питающего напряжения, что значительно усложняет схему.

Известен стабилизатор для уменьния мощности рассеяния, в котором 20 составной регулирующий транзистор выполнен по схеме с дополнительной симметрией. В этом стабилизаторе дополнительный источник питающего напряжения отсутствует (2). 25

Однако такое устройство снижает устойчивость стабилизатора и не позволяет значительно уменьшить мощность рассеяния на регулирующем транзисторе, так как минимальное паде- 30 ние напряжения на нем не может быть достигнуто менее 1,6 В для строенноrо транзистора и 2,4  — для счетверенного транзистора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласующих транзисторах одного типа проводимости и управляющем транзисторе другого типа проводимости, усилитель обратной связи, одним из входов подключенный к источнику опорного напряжения, другим входом подключенный к делителю выходного напряжения, а выходом подключенный к базе управляющего транзистора и к коллектору транзистора токостабилизирующего двухполюсника (3).

Недостатками указанного стабилизатора являются низкие КПД и надежность из-за большой мощности рассеяния силового и согласующего транзисторов регулирующего элемента, а также большое напряжение между входным и выходным выводами и повышенная нестабильность выходного напря- жения при изменении питающего напря89242б женил из-за большого минимального падения напряжения на регулирующем элементе.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности с одновременным уменьшением напряжения между входным и выходным выводами и уменьшением нестабильности выходного напряжения при изменении питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в низковольтном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем включенный в одну из сило зых шин регулирующий элемент, выполненный на силовоь и согласующих транзисторах одного типа проводимости и управляющем транзисторе другого типа 15 проводимости, усилитель обратной связи, одним из входов подключенный к источнику опорного напряжения, другим входом подключенный к делителю выходного напряжения, а выхо- Щ дом подключенный к базе управляющего транзистора и к коллектору транзистора токостабилизирующего двухполюсника, эмиттер управляющего транзистора через компенсирующие диоды, д включенные в прямом направлении по отношению к выходному напряжению и соединенные последовательно между собой, подключен к выходной шине и через ограничительный резистор с общей шиной, а коллекторы согласующих транзисторов подключены поочередно к точкам соединения компенсирующих диодов.

Так как полярность напряжений на каждом из компенсирующих диодов противоположна полярностИ напряжений на периодах эмиттер-коллектор соответствующих транзисторов, минимальные падения напряжений на согласующих и силовом транзисторах уменьшаются.Это 49 приводит к уменьшению мощностей рассеяния указанных транзисторов и, следовательно, к повышению КПД и надежности. Напряжение между входным и выходным выводами, а также неста- 45 бильность выходного напряжения при изменении питающего напряжения при этом уменьшаются.

На чертеже представлена схема предлагаемого низковольтного стаби- ® лизатора постоянного напряжения.

Предлагаемый низковольтный стабилизатор постоянного напряжения содержит включенный .в одну из силовых шин регулирующий элемент, выполненнЦй на силовом 1 и согласующих 2 и

3 транзисторах одного типа проводимости и управляющем транзисторе 4 другого типа проводимости, усилитель 5 обратной связи, одним из входов подключенный к источнику 6 опор- ф() ного напряжения, другим входом подключенный к делителю 7 выходного напряжения, а выходом подключенный к базе управляющего транзистора 4 и к коллектору транзистора 8 токостабилизирующего двухполюсника 9, компенсирующие диоды .10-12 и ограничительный резистор 13.

Эмиттер управляющего транзистора

4 через компенсирующие диоды 10-12, включенные в прямом направлении по отношению к выходному напряжению и соединенные последовательно между собой, подключен к выходной шине и через ограничительный резистор 13 соединен с общей шиной.

Предлагаемый низковольтный стабилиэатор постоянного напряжения работает следующим образом.

На один вход усилителя 5 обратной связи поступает напряжение от источника 6 опорного напряжения, на другой вход — часть выходного напряжения стабилизатора, снимается с делителя 7 выходного напряжения. Сигнал рассогласования, усиленный усилителем 5 обратной связи, воздействует на проводимость регулирующего элемента и изменяет его таким образом, чтобы при колебаниях питающего напряжения и нагрузки выходное напряжение оставалось неизменным.

Токостабилизирующий двухполюсник 9 служит для увеличения коэффициента усиления усилителя обратной связи 5.

В предлагаемом стабилизаторе полярность напряжения на компенсирующем диоде 12 противоположна полярности напряжения на переходе коллектор-эмиттер управляющего транзистора 4, полярность напряжения на компенсирующем диоде 11 противоположна полярности напряжения на переходе эмиттер-коллектор согласующего транзистора 3, а полярность напряжения на компенсирующем диоде 10 противоположна полярности напряжения на переходе эмиттер-коллектор согласующего транзистора 2. В результате минимальное падение напряжения на переходах эмиттер-коллектор согласующих 2 и 3 и силового 1 транзисторов, необходимое для их нормальной работы, снижается. Это приводит к уменьшению мощности рассеяния указанных транзисторов и, следовательно, к повышению КПД и надежности стабилизатора.

Снижение минимального необходимого падения напряжения на регулирующем элементе позволяет уменьшить напряжение между входным и выходным выводами. Уменьшается также нестабильность выходного напряжения при изменении питающего напряжения, так как снижение напряжения на регулирующем транзисторе приводит к снижению напряжения питающего источника и, следовательно, к уменьшению его колебаний по абсолютной величине.

Ограничительный резистор 13 служит для пропускания эмиттерного и коллекторных токов управляющего 4 и согласующих 2,3 транзисторов и соз892426

Формула изобретения

Составитель В Полякова

Техред И. Гайду Корректор В. Бутяга

Редактор И. Юрковецкий

Заказ 11257/71

Тираж 943 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 дания необходимого режима работы компен сирующих диодов 10- 12 .

Экспериментальная проверка подтвердила работоспособность и положительные качества предлагаемого низковольтного стабилизатора постоянного напряжения. При этом удалось в 1,3 раза повысить КПД, в 2 раза уменьшить напряжение между входным и выходным выводами, в 1,4 раза уменьшить нестабильность выходного напряжения при изменении питающего напряжения, повысить надежность стабилизатора.

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласующих транзисторах одного 20 типа проводимости и управляющем транзисторе другого типа проводимости, усилитель обратной связи, одним из входов подключенный к источнику опорного напряжения, другим входом под- 5 ключенный к делителю выходного напряжения, а выходом подключенный к базе управляющего транзистора и к коллектору транзистора токостабилизирующего двухполюсника, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности с одновременным уменьшением напряжения между входным и выходным выводами и уменьшением нестабильности выходного напряжения при изменении питающего напряжения, эмиттер управляющего транзистора через компенсирующие диоды, включенные в прямом направлении по отношению к выходному напряжению и соединенные последовательно между собой, подключен к выходной шине и через ограничительный резистор соединен в общей шиной, а коллекторы согласующих транзисторов подключены к точкам соединений компенсирующих диодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 302705, кл. G 05 F 1/56, 1971.

2.Штильман В.И. Микроэлектронные стабилизаторы напряжения, Киев, Техника, 1976, с. 60, рис. 17.

3. Там же с. 59, рис. 16ж.