Двухступенчатый стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1>951266 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 20.11.80 (21) 3006905/24-07 с присоединением заявки МР (23) Приоритет

Опубликовано 15.0882. Бюллетень 1 1о 30

Дата опубликования описания 150882

151) М. Кп з

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

153) УДК 621. 316. . 722. 1 (088. 8) (72) Автор изобретения

Г.В.Кожуховский

Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (5 4 ) ДВУХСТУПЕ НЧАТЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. 5

Известен стабилизатор напряжения, содержащий два регулирующих транзистора первой и второй ступени, включенных последовательно в выходную шину, регулирующий транзистор второй ступени базой подключен к выходу органа управления, подключенного к выходу стабилизатора, конденсатор, включенный между общей шиной и точкой соединения регулирующих транзисторов (1).

Однако данная схема имеет низкий

КПД, так как регулирующий транзистор первой ступени работает в активном режиме.

Наиболее близким IIO технической сущности к изобретению является двухступенчатый стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий два регулирующих элемента, включенных последовательно в выходную шину, первый регулирующий элемент управляющим входом подключен к выходу узла сравнения, первь|й вход которого подключен к точке соединения регулирующих элементов, конденсатор, включенный между общей шиной и указанной точкой ЗО соединения, второй регулирующий элемент, выполненный на транзисторе, управлякщий вход которого подключен к выходу органа управления, соединенного с выходными клеммами 521.

Недостатком стабилизатора является повышение пульсации выходного напряжения при малых токах нагрузки.

Кроме того, стабилизация напряжения на конденсаторе осуществляется изменением угла открывания первого регулирующего элемента (тиристора), а это приводит к дополнительному увеличению угла сдвига фаз между напряжением и отстающим током первой гармоники в сети, всегда имеющимся за счет индуктивностей обмотки трансформатора и, следовательно, к увеличению потерь. Использование тиристора затрудняет выполнение стабилизатора в виде интегральной схемы, так как в настоящее время тиристоры не могут быть выполнены в интегральном исполнении.

Цель изобретения — увеличение КПД и уМеньшение пульсаций выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что второй вход .узла сравнения подключен к выходной клемме.

951266

Кроме того, узел сравнения выполнен на -транзисторе, затвор которого соединен с вторым входом узла сравнения, второй сток — с первым входом узла сравнения, а первый сток — с выходом узла сравнения, причем первый 5 регулирующий элемент выполнен на транзисторе, эмиттером соединенным с выходной клеммой, коллектором — с точкой соединения конденсатора и второго регулирующего элемента, а парал-.|p лельно переходу база — эмиттер транзистора подключен резистор.

Узел сравнения выполнен на Л -транзисторе, затвор которого через резистор соединен с вторым входом уз- 15 ла сравнения параллельно переходу затвор — второй сток А -транзистора, подключен первый стабилитрон и пер-вый сток подключен к базе согласующего транзистора, коллектором соеди- 20 ненного с выходом узла сравнения, а эмиттером — с выходом ограничителя амплитуды, выполненного на резисторе, втором стабилитроне и транзисторе, коллектор которого соединен с выходной клеммой, база через резистор с коллектором и через второй сгабилитрон — с первым входом узла сравнения, а эмиттер — с эмиттером согласующего транзистора, причем транзис.тор первого регулирующего элемента коллектором соединен с входной клеммой, эмиттером — с конденсатором и при этом параллельно переходам база — эмиттер согласующего транзистора и транзистора ограничителя амплитуды подключены дополнительные резисторы.

Кроме того, с целью защиты -транзистора от .перенапряжений, между базой транзистора ограничителя амплиту-40 ды и вторым стабилитроном включен третий стабилитрон, шунтированный

J конденсатором, причем к базе транзистора ограничителя амплитуды подключен эмиттер введенного транзистора защиты, коллектор которого подключен к базе согласующего транзистора, база через первый введенный резистор — к точке соединения второго и третьего стабилитронов и параллельно переходу база — эмиттер транзистора защиты и входным клеммам подключены второй и третий введенные резисторй.

С целью повышения надежности работы между вторым стабилитроном и первым входом узла сравнения включен триггер, выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости и двух резисторах, причем база первого транзистора соединена с кол- 60 лектором второго, а база второго с коллектором первого и через диод соединена с входной клеммой, параллельно переходам база — эмиттер каждого транзистора подключен соответст-g5 вующий резистор, при этом эмиттер второго транзистора соединен с первым входом узла сравнения, а эмиттер первого транзистора через введенный четвертый резистор подключен к базе введенного транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора, а эмиттер через пятый введенный резистор подключен к точке соединения введенных диода и конденсатора,- соединенных последовательно и подключенных к входным клеммам, куда также подключен третий введенный резистор, эмиттер транзистора защиты через введенный стабилитрон — к второму стоку

-транзистора, кроме того переход база-эмиттер транзистора зашунтирован введенным шестым резистором.

Между базой транзистора ограничителя амплитуды и первым входом узла сравнения включен триггер, выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости и одном резисторе, причем база первого транзистора соединена с коллектором второго, а база второгос коллектором первого и через диод соединена с входной клеммой, параллельно переходу база-эмиттер второго транзистора подключен резистор, при этом эмиттер его соединен с первым входом узла сравнения, а база первого транзистора через введенный четвертый резистор подключен к базе введенного транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора, а эмиттер через пятый введенный резистор подключен к точке соединения введенных диода и конденсатора, соединенных последовательно и подключенных к входным клеммам, куда также подключен третий введенный резистор, эмиттер транзистора защиты через введенный стабилитрон — к второму стоку

Л -транзистора, кроме того переход база-эмиттер транзистора защиты зашунтирован введенным шестым резистором.

С целью повышения КПД и уменьшения пульсаций выходного напряжения второй вход узла сравнения подключен к выходной клемме через одну диагональ регулируемого потенциометром введенного резисторного моста, к другой диагонали которого подключен введенный вспомогательный источник напряжения через введенный диод.

На фиг. 1-6 приведены принципиальные схемы двухступенчатого стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор (фиг. 1) содержит регулирующий элемент 1 на транзисторе 2, параллельно переходу база-эмиттер которого подключен резистор 3, эмиттер подключен к выходу стабилизатора, а база — к первому стоку Л транзистора 4 узла сравнения 5 и

951266

10 коллектор — к конденсатору б, к коллектору регулирующего транзистора 7 и ко второму стоку Л -транзистора 4, затвор которого подключен к выходу стабилизатора. Регулирующий транзистор 7 эмиттером соединен с выходом стабилизатора, а базой — с выходом органа управления 8, подключенного к выходу стабилизатора. Кроме того, транзистор 2 (фиг. 2 ) коллектором покдлючен к входу стабилизатора, эмиттером — к конденсатору б, а базой к коллектору согласующего транзистора 9 узла сравнения 5, база которого подключена к первому стоку

Л -транзистора. 4, эмиттер — к эмитте-15 ру транзистора 10 амплитудного ограничителя 11.Коллектор транзистора 10 подключен к входу стабилизатора и через резистор 12 соединен с базой, которая через стабилитрон 13 соединена с конденсатором 6, а параллель20 но переходу база-эмиттер транзистора 9 и 10 соответственно подключены резисторы 14 и 15. Затвор Л -транзистора 4 соединен с выходом стабилизатора через резистор 16 и через

25 стабилитрон 17 с вторым стоком. База транзистора 10 (фиг. 3) соединена с стабилитроном 13 через парал.— лельно соединенные . стабилитрон 18 и конденсатор 19 и с эмиттером транзистора защиты 20, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора 9., а база через резистор 21 с точкой соединения стабилитронов 13 и 18. Затвор Л -транзистора 4 соединен с движком потенциометра 22 моста 23. Выводы потенциометра 22 соединены с выходом вспомогательного источника напряжения 24 через диод 25 и через резисторы 26 40 и 27 с выходом стабилизатора, а параллельно переходу база-эмиттер транзистора защиты 20 и входу стабилизатора подключены соответственно резисторы 28 и 29. В стабилизаторе 45 (фиг. 4) стабилитрон 13 подключен к конденсатору б через переход эмиттер-база транзистора 30, коллектор которого через резистор 31 соединен с общей шиной стабилизатора. Затвор

-транзистора 4 через резистор 16 подключен к движку потенциометра 22, а вместо резистора 27 используется полевой транзистор 32, который затвором подключен к выходу стабилизатора, истоком к эмиттеру регулирующего транзистора 7 и резистору 26, а стоком к выводу потенциометра и параллельно переходу сток — исток подключен стабилитрон 33.,а между эмиттером транзистора / и выходом 60 стабилизатора включен резистор 34.

Транзистор 10 (фиг. 5) ограничителя амплитуды 11 базой подключен через стабилитрон 12 к базе первого транзистора 35 триггера 36, выполнен- 65 ного на двух транзисторах 35 и 37, соединенных между собой соответственно база с коллектором, коллектор с базой, и параллельно переходам база-эмиттер подключены соответственно резисторы 38 и 39. Первый транзистор 35 подключен ко второму стоку

Л -транзистора 4, а базой через диод 40 к входу стабилизатора. Второй транзистор 37 эмиттером подключен через резистор 21 к базе транзистора защиты 20, эмиттер которого подключен через стабилитрон 41 ко второму стоку Л -транзистора 4 и через резистор 42 к точке соединения диода 43 и конденсатора 44, соединенных последовательно и подключенных параллельно ко входу стабилизатора. Транзистор 10 (фиг. 6) ограничителя амплитуды 11 базой подключен к эмиттеру второго транзистора 37 триггера 36, база которого через резистор 21 соединена с базой транзистора защиты 20.

Работа второй ступени стабилизатора на регулирующем транзисторе 7 с органом управления 8 аналогична работе известных компенсационных стабилизаторов с последовательным регулирующим транзистором. Эта ступень служит для стабилизации, выходно

ro напряжения и сглаживания пульсаций.

Регулирующий элемент 1 первой ступени на транзисторе 2 с схемой. сравнения 5 служит для стабилизации напряжения на регулирующем транзисторе 7 при широких пределах изменения питающего переменного напряжения и регулировки выходного постоянного напряжения. Это обеспечивается путем прекращения заряда емкости конденсатора б на то время периода питающего пульсирующего напряжения от выпрямителя, пока его величина выше максимального напряжения на конденсаторе б Осв ьах ° Лостигается это открыванием транзистора 2 регулирующего элемента 1 при нарастании входного напряжения до уровня минимального напряжения на конденсаторе 6 Uz д и закрыванием, когда напряжение на™конденсатор б достига0фь |пса

В стабилизаторе (фиг, 1) транзистор 2 от крывается при нар аста ни и в ходно го на пряже ни я до U g . и,; „потому, что база подключена к коллектору через переход первый сток — второй сток Л -транзистора 4, у которого при малых напряжениях на переходе первый сток — второй сток ток стока растет с ростом напряжения, т.е. растет ток базы транзистора 2 и при дальнейшем росте входного напряжения будет увеличиваться ток транзистора 2, так как ток через Л -транзистор будет расти. Открывание транзистора 2 приводит к заряду конденсатора 6, т.е. к росту управляющего нап951266 ряжения Л -транзистора 4, поскольку его затвор подключен к выходу стабилизатора, т.е. стабилизированному напряжению. Рост управляющего напряжения приводит к замедлению роста тока стока А -транзистора 4, затем 5 к уменьшению его тока и, наконец, к полному эапиранию Л -транзисторара 4 и транзистора 2. Заряд конденсатора 6 приводит к уменьшению роста входного напряжения стабилизатора за счет увеличения падения напряжения на обмотках трансформатора и диодах выпрямителя, следовательно, при закрывании транзистора 2 ток заряда прекращается и это приводит к возрастанию крутизны роста входного напря>кения, что ускоряет время закрывания, определяемое быстродействием транзистора 2 и 4. После закрывания транзис тора 2 напряжение с входа стабилизатора через резистор 3 поступает к первому стоку Л -транзистора и поддерживает его закрытым до тех пор, пока напряжение на переходе первый сток — второй сток будет больше напряжения, при котором Л -транзистор открывается, а так как это напряжение определяется параметрами транзистора и управляющим напряжением, то можно подобрать емкость конденсатора 6 так, чтобы при использовании лю. 30 бых -транзисторов одного типа управляющее напряжение уменьшалось настолько, чтобы при спаде входно" î напряжения Л -транзистор 4 и транзистор 2 практически не открывались. При ис- 35 пользовании во второй ступени стабилизатора электронной защиты от короткого замыкания (КЗ} нагрузки, как наиболее надежной, выходное напряжение стабилизатора при КЗ нагрузки 40 падает до 0 и А -транзистор 4 закрыт, так как к переходу второй сток — затвор приложено напряжение конденсатора б, а к переходу первый сток — затвор все входное напряжение, и, следовательно, для надежной работы схему стабилизатора по фиг. 1 можно использовать, если амплитудное значение входного напряжения U+< Меньше, чем допустимое напРяжение перехо-50 да первый сток — затвор U<+> Од Л -транзистор 4.

Если напряжение 08„„, >Об >.Адд то используется схеМа стабилизатора по фиг. 2. В этом стабилизаторе для ограничения напряжения на Л -тран зиторе 4 используется параметрический стабилизатор 11 на стабилитроне 13, транзисторе 10 и резисторах 20 и 24, включенный параллельно регулирующему элементу 1. Транзистор 10 служит 60 для уменьшения выходного сопротивления параметрического стабилизатора, когда-открыт .согласующий транзистор 9, работающий одновременно с Л -транзистором 4 так же, как в 65 стабилизаторе (фнг. 1) работает транзистор 2. При открывании транзистора 9 открывается н транзистор 2, так как коллекторный ток транзистора 9 является базовым током транзистора 2. После закрывания Л -транзистора 4 напряжение на базе транзистора 10 и, следовательно, на первом стоке растет пока не откроется стабилитрон 13, после этого рост напряжения прекращается, т.е. К3 нагрузки напряжение на переходе пер.вый сток — второй сток определяется стабилитроном 13, а на переходе второй сток — затвор — стабилитроном 17 независимо от величины входного и выходного напряжения. При больших токах нагрузки в. единицы ампер для исключения включения Л -транзистора 4 и транзистора 2 при спаде вход- ного напряжения требуется большая емкость конденсатора б, что резко увеличивает габариты стабилизатора.

В таких случаях целесообразнее использовать емкость конденсатора полностью, т.е. чтобы напряжение пульсации на конденсаторе б было равно допустимому для выбранного типа конденсатора,. но тогда увеличивается амплитуда управляющего напряжения для Л -транзистора 4 и чем больше ток нагрузки, тем при больших напряжениях на переходах будут открываться Л -транзистор: 4 и транзистор 2, а это приводит к резкому увеличению рассеиваемой мощности на транзисторе 2 и снижению КПД, если падение .напряжения на внутреннем сопротивлений источника входного напряжения недостаточное для обеспечения насыщенного режима работы транзистора 2.

В таких случаях для исключения перегрева транзистора 2 и уменьшения

КПД должна использоваться схема стабилизатора по фиг. 3. В этой схеме после закрывания транзистора 2 напряжение на переходе коллектор-эмиттер растет и когда достигает рабочего напряжения стабилитрона 13, начинает заряжаться конденсатор 19 и открывается транзистор 20, который переходом коллектор — эмиттер шунтирует переходы база -эмиттер транзисторов 9 и 10. При дальнейшем увеличении входного напряжения когда открывается стабилитрон 18, заряд конденсатора 19 прекращается, а после спада входного напряжения ниже напряжения открывания стабилитрона 18 он начинает разряжаться через резистор 21 и цепь базы транзистора 20 и пор(церживается транзистор 20 в открытом состоянии до тех пор, пока напряжение на входе не станет меньше, чем на конденсаторе 6. После этого стабилитрон 13 и коллекторный переход транзистора 10 открываются в прямом направлении и конденсатор б перезаря951266 жается до величины прямого напряжения стабилитрона 18, это приводит к закрыванию транзистора 20, и îí остается закрытым, пока вновь не откроется стабилитрон 13 после закрытия транзистора 2. Схему стабилизатора 5 по фиг. 3 из-за наличия конденсатора 19 технологически трудно изготовить в виде интегральной микросхемы, поэтому для изготовления стабилизатора в виде микросхемы нужно ис- 10 пользовать схемы стабилизатора по фиг. 5 и 6..

В стабилизаторе (фиг. 5) после закрытия транзистора 2, когда откроется стабилитрон 13, начинает открываться транзистор 35 триггера 36, что приводит к срабатыванию триггера 36, через транзисторы 35 и 37 течет ток базы транзистора 20 и транзистор 20 открывается и соединяет базу транзистора 9 с стабилитроном 41, рабочее напряжение которого больше, чем напряжение стабилитрона 13, и в результате база -эмиттерные переходы транзисторов 9 и 10 закрыты обратным напряжением за счет разницы в рабочих напряжениях стаби- литронов 13 и 41. Транзисторы 35 и

37 триггера 36 остаются открытыми и после закрывания стабилитрона 13 при спаде входного напряжения эа счет положительной обратной связи.

Когда входное напряжение становится меньше, чем напряжение на конденса. торе 6, открывается диод 40, к базаэмиттерному переходу транзистора 35 35 приложено обратное напряжение и транзистор 35 закрывается. Это приводит к закрыванию триггера 36 и транзистора 20, они остаются закрытыми, пока вновь не откроется стабилитрон 13. 40

Напряжение на стбилитроне 41 все время остается постоянным при работе стабилизатора за счет напряжения на конденсаторе 44. На фиг. 6 в стабилизаторе после ..45 закрытия транзистора 2, когда входное напряжение станет больше, чем на стабилитроне 41, открывается транзистор 37 и, следовательно, транзистор 35, т.е. срабатывает триггер 36 и открывается транзистор 20. При этом,. переходы база — эмиттер транзйсторов 9 и 10 оказываются под обратным напряжением, определяемым стабилит-: роном 41, так как напряжением на открытых транзисторах 35 и 37 можно пренебречь. B этом случае транзисторы 35 и 37 триггера 36 закрываются тогда, когда при спаде входного напряжения ток эмиттера транзистора 37

Г уменьшается настолько, что транзистор 35 выходит из насыщения, и тогда за счет положительной обратной связи транзисторы 35 и 37 закрываются. Ток эмиттера транзистора 37, при котором триггер 36 закрывается, зависит от 65 коэффициента усиления р транзистора 35 . Следовательно, величиной р;;— бочего тока и 1Э транзистора 35 всегда можно обеспечить, что закрывание триггера 36 произойдет, когда напряжение,на входе стабилизатора недостаточно для открывания транзистора 2, т.е. меньше его напряжения насыщения.

Таким образом, в приведенных схемах стабилизатора (фиг. 3, 5 и 6) во время периода после закрывания транзистора 2 до того, когда входное напряжение становится меньше, чем на конденсаторе 6, транзистор 2 остается закрытым и тогда, когда управляющее напряжение на А -транзисторе 4 уменьшается настолько, что он открывается и при спадающем входном напряжении. При соединении затвора

) -транзистора 4 с выходом стабилизатора (фиг. 1 и 2) напряжение пульсаций на конденсаторе 6 д"сь определяется А -транзистором 4 и регулирующим транзистором 7, а именно д0 =0 "0 с6 сь так сь оп от4 кэтч m n так как

0 =0 +О а0 . сьп ах вык от4 ce m n живых"0кэтт,п;<, г где 0вы„- выходное напряжение стабилизатора

0От4 - напряжение отсечки А транзистора 4; к т п и кэтч пМп напряжение, перехода коллектор-эмиттер транзистора 7 для работы в активном режиме.

Но время работы стабилизатора всегда д0сЬ > o

От4 кэт7ю1п

+дО и, следовательно, при настройке на максимальный КПД по имеющимся 0о,4 и, 0„эт щ „необхоДимо поДобРать емкость конденсатора 6 так, чтобы

0 Окэт q .n + d0 сь .,Это легко осуществить при небольших токах нагрузки даже с учетом того, что напряжения пульсаций на конденсаторе 6 не должны превышать допустимую величину, но при больших токах нагрузки это приводит к неполному использованию емкости конденсатора 6 и большим габаритам стабилизатора, а если учесть, что Л -транзисторы имеют технологический разброс, то может сказаться, что

Оат4m n 0кэт7tnin д сь*оп

+00 .от4пни КЭТ7е n Сьд,оп где dU - допустимая амплитуда сь пульсаций на конденсаторе 6;

951266

u — соответственно максимальОт4 ос н и ные и ми нималь ные э н ач е0 4 . ния напряжения отсечки от4 rai

Л -транзистора, обусловленные технологическим разбросом. 5

В первом случае на транзисторе 7 рассеивается дополнительная мощность, так как Одт4,,„больше необходимого, а второй случай недопустим, так как регулирующий транзистор 7 входит в )p режим насыщения, т.е. оба случая имеют свои недостатки. Если в цепь .затвора Л -транзистора 4 ввести источник дополнительного напряжения так, чтобы при настройке неравенст-. ва 1 и 2 переходили в равенство, т.е. 0 „0 „=ь „+

-0 = 0 +V

ot4min А l сВАоп кэтт mls где Од1 и Оь,1 ) — напряжения дополнительного источника, то при любом тех-20 нологическом разбросе параметров транзисторов, любом токе нагрузки и любой амплитуде можно получить максимальный КПД.Для этого в схеме по фиг. 3 дополнительный источник напря-25 жения 24 подключен к выходу стабилизатора и. затвору Л -транзистора 4 через мост 23 на потенциометре 22 и резисторах 26 и 27. В этом случае дополнительное напряжение снимается 30 с диагонали моста 23, а именно с движка потенциометра 22 и может быть как положительным, так и отрицательным, т.е. простой регулировкой можно получить максимальный КПД.Использование дополнительного источника напряжений 24 с мостом, изображенном на фиг. 3, возможно и в стабилизаторе на фиг. 2, 5 и б, при этом резисто16 может отсутствовать так как 40 его заменят резисторы 26 и 27, а для защиты источника напряжений 24 от напряжения обратной полярности, возникающего на части сопротивления потенциометра 22 при K3Ä в нагрузке используется диод 25, который закры45 вается, если возникающее напряжение больше, чем напряжение источника 24, и защищает его от обратного напряжения. При использовании источника напряжения 24 с мостом, изображенным 50 на фиг. 3, в стабилизаторе по фиг.1 диод .25 не нужен, поскольку переход второй сток — затвор А -транзистора 4 всегда закрыт и опасность возникновения обратного напряжения на 55 входе источника 24 отсутствует.

Схемы стабилизаторов по фиг.1-3, 5 и 6 имеют максимальный .КПД, если ток нагрузки не изменяется. При изменениях тока нагрузки в широких пределах меняется 60 6,а так как равенство Оот4 0+ — Д О в+ Окат ч m„-„ не выполняется при минимальном токе нагруэкиу т.е.

0бт4т Од > баб Ок. т 7 Мп 65 то на транзисторе рассеивается дополнительная мощность, и КПД уменьшается. Для того, чтобы равенство не зависело от тока нагрузки, U должно изменяться прямо пропорционально току нагрузки, что позволяет получить максимальный КПД при любых изменениях тока нагрузки. Это достигается тем, что в схеме по фиг. 4 одним из резисторов моста 23 является полевой транзистор 32 в режиме управляемого напряжением резистора,у которого управляющим напряжением является напряжение, снимаемое с датчика тока нагрузки — резистора 34. Предположим, что при минимальном токе нагрузки управляющее напряжение равно О, транзистор. 32 открыт и падение напряжения на нем тоже равно О, а при максимальном — управляющее напряжение больше напряжения отсечки транзистора 32, он закрыт и напряжение на резисторе 26 равно О, тогда напряжение, снимаемое с движка потенциометра 22 отрицательное при минимальt ном токе и положительное — при максимальном, т. е. при увеличении тока нагрузки напряжение, снимаемое с диагонали моста, растет, что и требовалось получить, а изменяя положение движка потенциометра 22, также можно компенсировать технологический разброс параметров транзисторов.Использование моста 23 по фиг. 4 в схемах стабилизатора по фиг. 2, 3, 5 и б может привести при КЗ нагрузки нижнем по схеме положении движка потенциометра 22 к тому, что к переходу сток-исток транзистора 32 будет приложено напряжение

"ситы кР 0ьых д1т 1 где U ä 3„ — напряжение перехода сток-исток транзистора 31 при К3 нагрузки, U,1 - рабочее напряжение стабилитрона 17, которое может оказаться больше допустимого, тогда для защиты транзистора 32 ставится стабилитрон 33, а для ограничения тока через стабилитроны 17 и 33 затвор

-транзистора 4 соединяется с движком потенциометра 22 через резистор 16. В схеме по фиг. 1 при установке моста по фиг. 4 стабилитрон 33 и резистор 16 необязательны. Назначение диода 25.в схеме на фиг. 4 такое же, как на фиг. 3. При минимальном токе нагрузки ток заряда конденсатора б, проходящий по цепи: резистор 12, стабилитрон 13 или стабилитроны 18 и 13 и резистор 42, стабилитрон 41, может превысить ток нагрузки и тогда напряжение на конденсаторе 6 станет больше что может нарушить работу первой ступени стабилизатора. Для исключения этого стабилитрон 13 и 41 подключается к конденсатору б через переход

951266

Данное изобретение позволяет повысить КПД и уменьшить пульсации выходного напряжения.

Формула изобретения эмиттер — база транзистора 30, в результате ток заряда по укаэанной цепи уменьшается в Oò30 раз, где коэфФициент усиления транзистора 30, при этом резистор 31 служит для уменьшения рассеиваемой 5 мощности на транзисторе 30.

1. Двухступенчатый стабилизатор напряжения постоянного тока, содер- !5 жащий два регулирующих элемента, включенных последовательно в выходную шину, первый регулирующий элемент управляющим входом подключен к выходу узла сравнения, первый вход кото 0 рого подключен к точке соединения регулирующих элементов, конденсатор, включенный между общей шиной и указанной точкой соединения, второй регулирующий элемент, выполненный на транзисторе, управляющий вход котоРого подключен к выходу. органа управления, соединенного с выходными клеммами, отличающийся тем, что,с целью повышения КПД и уменьшения пульсаций выходного напряжения, второй вход узла сравнения подключен к выходной клемме.

2. Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что узел сравнения выполнен на . Л -транзисторе, затвор которого соединен с вторым входом узла сравнения, второй стокс первым входом узла сравнения, а первый сток -с выходом узла сравнения, причем первый регулирующий 40 элемент выполнен на транзисторе, эмиттером соединенным с выходной клеммой, коллектором — с точкой соединения конденсатора и второго регулиРующего элемента, а паРаллель- 45 но переходу база — эмиттер транзистора подключен резистор.

3. Стабилизатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что узел сравнения выполнен на А -транзисторе. 50 завтор которого через резистор соединен с вторым входом узла сравнения параллельно переходу затвор второй сток А -транзистора, подключен первый стабилитрон и первый сток подключен к базе согласующего транзистора, коллектором соединенно го с выходом узла сравнения, а эмиттером - с выходом ограничителя амплитуды, выполненного на резисторе, втором стабилитроне и транзисторе, коллектор которого соединен с выходной клеммой, база через резистор с коллектором и через второй стабилитрон — c первым входом узла сравнения, а эмиттер — с эмиттером сог- 65 ласующего транзистора, причем транзистор первого регулирующего элемента коллектором соединен с входной клеммой, эмиттером — с конденсатором и при этом параллельно переходам база — эмиттер согласующего транзистора и транзистора ограничителя амплитуды подключены дополнительные резисторы.

4. Стабилизатор по и. 3, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью защиты Л -транзистора от перенапряжения, между базой транзистора ог раничителя амплитуды и вторым стабилитроном включен третий стабилитрон, шунтированный конденсатором, причем к базе транзистора ограничи-. теля амплитуды подключен эмиттер введенного транзистора защиты, коллектор которого подключен, к базе согласующего транЗистора, база через первый введенный резистор — к точке соединения второго и третьего стабилитронов и параллельно переходу база — эмиттер транзистора защиты и входным клеммам подключены второй и третий введенные резисторы.

5. Стабилизатор по п. 3, о т л и- . ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, между вторым стабилитроном и первым входом узла сравнения включен триггер, выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости и двух резисторах, причем база первого транзистора соединена с коллектором второго, а база второго — с коллектором первого и через диод соединена с входной клеммой, параллельно переходам база — эмиттер каждого транзистора подключен соответствующий резистор, при этом эмиттер второго транзистора соединен с первым входом узла сравнения, а эмиттер первого . транзистора через введенный четвертый резистор подключен к базе введенного транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора, а эмиттер через пятый введенный резистор подключен к точке соединения введенных диода и конденсатора, соединенных последовательно и подключенных к входным клеммам, куда также подключен третий введенный резистор, эмиттер транзистора защиты через введенный стабилитрон — к второму стоку Л -транзистора, кроме того переход база — эмиттер транзистора защиты зашунтирован введенным шестым резистором.

6. Стабилизатор по п. 3, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, между базой транзистора ограничителя амплитуды и первым входом узла сравнения включен триггер, выполненный .на двух транзисторах разного типа проводимости и одном резисторе, при

951266

16 чем база первого транзистора соединена с коллектором второго, а база второго — с коллектором первого и через диод соединена с входной клеммой, параллельно переходу база †. эмиттер второго транзистора подключен резистор, при этом эмиттер его соединен с первым входом узла сравнения, а база первого транзистора через введенный четвертый резистор подключена к базе введенного транзистора ° 10 защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора, а эмиттер через пятый введенный резистор подключен к точке соединения введенных диода и конденсатора, соединенных последовательно и подключенных к входным клеммам, куда также подключен третий введенный рЕзистор, эмиттер транзистора зашив ты череЪ введенный стабилитрон к второму стоку Л -транзистора, кроме того, переход база — эмиттер транзистора зашиты зашунтирован введенным шестым резистором.

Стабилизатор по п. 4, о т л ич а ю шийся тем что с целью повышения КПД и уменьшения пульсаций выходного напряжения, второй вход узла сравнения подключен к выходной клемме через одну диагональ регулируемого потенциометром введенного резисторного моста, к другой диагонали которого подключен введенный вспомогательный источник напряжения через введенный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ч 513354, кл. G 05 F 1/56, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 423112, кл. G 05 F 1156, 1973.