Стабилизатор напряжения с непрерывным регулированием

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1о951263 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.11.79 (21) 2840421/24-07 сприсоединениемзаявки ¹

G 05 Г 1/56

Государственный комитет

СССР по велим изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150882. Бюллетень ¹30 (53) УДК 621 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 15.08.82 (72) Автор изобретения

Г.Л.Хренников (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С НЕПРЕРЫВНЫМ

РЕГУЛИРОВАНИЕМ

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

Известен стабилизатор напряжения,,содержащий Х регулирующих узлов, включенных соответственно между входными и выходным выводом стабилизатора, узел обратной связи, выходом соединенный с управляющими входами регулирующих узлов через последовательно соединенные диоды (1).

Недостатками данного устройства являются низкие надежность КПД, большие вес и габариты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор напряжения с непрерывным регулированием, содержащий И+1 транзисторных регулирующих узлов, каждый из которых включен последовательно в цепь между одним из N+1 входных выводов для подключения источников питания и выходным выводом стабилизатора, при этом первый регулирующий узел подключен к входному выводу для полключения источника питания с наибольшим питающим напряжением, ."+1 с:оглэс",. .,:,их транзисторов, подклюип .х .о:.; »т:твенно коллекторами к управляющим входам регулирующих узлов через ограничительные резисторы, змиттерами связанных с общим выводом стабилизатора, базами соединенных с источником базового смещения через резистор, узел обратной связи, входом соединенный с выходными выводами стабилизатора, а выходом ; с базами согласующих транзисторов через раэвяэывающие диоды (2), Недостатками известного устройства являются низкие надежность КПД, большие вес и габариты, связанные со сложностью схемы стабилизатора.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД, уменьшение веса и габаритов стабилизатора путем упрощения его схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения с непрерывным регулированием эмиттеры согласующих транзисторов подключены к общему выводу стабилизатора через стабилитрон, в качестве источника базового смещения использовано выходное напряжение стабилиза .тора, а разделительные диоды включены последовательной цепью, состоящей из N диодов,,включенной между базой

N+1-ro согласующего транзистора и

951263 точкой соединения выхода узла обратной связи с базой первого согласующего, транзистора.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема стабилизатора с непрерывным регулированием 5 с четырьмя (N=4) регулирующими узлами.

Устройство содержит четыре транзисторных регулирующих узла 1, 2, 3 и 4, включенные между соответствую-)0 щими входными и выходными выводами стабилизатора, узел обратной связи

5„ входом соединенный с выходом ста. билизатора, стабилитрон 6, резисторы

7, 8, 9 и 10, включенные между управ-15

1 ляющими входами регулирующих узлов и коллекторами согласующих транзисторов 11, 12, 13 и 14, эмиттеры которых объединены и подключены к опорному стабилитрону 6, а базы через рези=торы 15, 16, 17 и 18 подключены с одной стороны к выходному выводу стабилизатора, а с другой стороны -- к цепочке из трех последовательно соединенных развязывающих диодов

19, 20 и 21, одним концом соединенной с выходом узла обратной связи 5 стабилизатора, Регулирующие узлы 1, 2 ,3 и 4 выполнены на транзисторах с противоположными типами проводимости.

Узел обратной связи 5 состоит из делителя выходного напряжения, опорного стабилитрона и двухкаскадного усилителя постоянного тока, первый каскад которого выполнен по дифферен. циальйой схеме„ а второй каскад — 35 по схеме с общим змиттером. Первый регулирующий узел 1 подключен к входному выводу с максимальным питающим напряжением.

Данный стабилизатор работает сле- 40 дующим образом. la входных выводах стабилизатора имеются четыре постоянных напряжения, отличающиеся одно от другого на несколько процентов.

При.максимальном входном напряжении пропускает ток и осуществляет регулирование регулирующий узел 4, Весь ток резисторов 16, 1 " и 18 и часть тока резистора 15 через диоды 19, 20 и 21 втекает в выход узла обратной связи 5. При зтом транзистор 14 пропускает ток и управляет регулирующим узлом 4, а транзисторы 11, 12 и 13 заперты отрицательными смещениями на их базах,,образованными падениями напряжения на диодах 19, 20 и 21, При увеличении по какой-либо причине выходного напряжения стабилизатора выход узла 5 потребляет большой

FoKr при этом меньшая часть тока резистора 15 попадает в базу транзистора 14, уменьшается его коллекторный ток, регулирующий узел 4 запира ется, а выходное напряжение стабилизатора уменьшается до исходной величины. Рассмотри л процессы при 65 монотонном уменьшении входного напряжения от его максимальнои величины. Вначале приближается к Насыщению регулирующий узел 4, после чего выходное напряжение стабилизатора уменьшается в пределах заданной нестабильности, что вызывает уменьшение втекающего в выход узла обратной связи 5 тока, при этом весь.ток из резистора 15 поступает в базу транзистора 14, насыщая его, а ток, ограниченный резистором 10, поддерживает регу ирующий узел 4 в режиме насыщения. Далее часть тока резистора .16 начинает протекать в базу транзистора 13, который открывает регулирующий узел 3, и он осуществляет регулирование. Диод 19 при этом не проводит тока, так как, на обоих его выводах потенциалы равны.

Далее насыщается регулирующий узел

3, выходной ток узла обратной связи

5 опять уменьшается, весь ток из резистора 16 течет в базу транзистора 13, насыщая его, часть тока резистора 17 поступает в базу транзистора 12, и функции регулирования принимает на себя регулирующий узел

2. Стабилитрон 6 согласует уровни по постоянному току, его напряжение стабилизации должно быть больше, чем падение напряжения на диодах 19, 20 и 21. Стабилитрон в регулирующем узле 1 служит для эапус«а схемы при включении. Регулирующие узлы могут быть выполнены по другим схемам; с подключением змиттеров мощных транзисторов к входным клеммам, с использованием транзисторов в регуляторе только одного вида проводимости п-р-и или р-п-р, однако структура схемы управления и преимущества устройства сохраняются, .если наиболее маломощный транзистор в каждом регуляторе эмиттером связан с входной клеммой.

При питании стабилизатора OT аккумуляторов в коллекторные цепи регулирующих узлов 2, 3 и 4 должны быть установлены диоды для блокирования обратных токов при >линимальном входном напряжении и работающем регулирующем узле 1. При питании же от выпрямителя эти токи заперты диодами выпрямителями. Таким образом, регулирующему узлу, проводящему ток нагрузки, может быть приложено напряжение не более части диапазона изменения входного напряжения, причем тем меньшей части, чем больше установлено регулирующих узлов в схеме.

Таким образом, данное техническое решение позволяет обойтись без дополнительного источника питания и имеет более простую схе:лy,- что повышает надежность и КПД, ;меньшает вес и габариты стабилизатора.

951263

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения q непрерывным регулированием, содержащий

N+1 транзисторных регулирующих узлов, каждый из которых включен после-5 довательно в цепь между одним из

N 1 входных выводов для подключения источников питания и выходным выводом стабилизатора, при этом первый.регулирующий узел подключен к входному 10 выводу для подключения источника пи- " тания с наибольшим питающим напряжением, N+1 согласукщих транзисторов, подключенных коллекторами соответственно к упРавляющим входам РегулиРую-15 щих узлов через ограничительные резисторы, эмиттерами связанных с общим выводом стабилизатора, базамы соединенных с источником базового смещения через резистор, узел обратной связи, входом соединенный с вы20 ходными выводами стабилизатора, а выходом — с базами согласующих транэисторов через раэвязывающие диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, КПД уменьшения веса и габаритов стабилизаторов тутем упрощения схемы стабили-, затора, эмиттеры согласующих транзисторов подключены к общему выводу через стабилитрон, а в качестве источника базового смещения использо-,. вано выходное напряжение.стабилизатора, а разделительные диоды включены последовательной цепью, состоящей иэ N диодов, включенной между базой N+1-го согласующего транзистора и точкой соединения выхода узла обратной связи с базой первого согласующего транзистора °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9531140, кл. G 05 F 1/56, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9470800, кл, G 05 F 1/56, 1975.

ВНИИПИ Заказ 5945/53

Тираж 91 4 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул Проектна,4 ппп .патент зак. ЗсФюй К