Стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ 1966678

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— . (22) Заявлено 24.04. 81(21) 3280759/24-07 (511М. Кл.з сприсоедииением заявки ¹G 05 1 1/56

Государственный комитет

С СС P ио Мелам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1510.82* Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 15.10. 82 (531УДК 621.316. . 722. 1 (088. S) (72) Авторы изобретения

«.

1 с

В. И. Антонов и Ю. Я. Лямец! с

Чебоксарский электроаппаратурный завод и Чувашокий... государственный университет им. И. Н. 5% lTrava --..--.,=,, (71) Заяви гели в (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания и может быть использовано в источниках питания, предназначенных для работы в широком диапазоне изменения входного напряжения.

Известен параметрический стабилизатор напряжения, состоящий иэ балластного резистора и стабилитрона(1).

Сопротивление балластного резистора выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить номинальный .уровень напряжения на выходе стабилизатора при минимальном входном напряжении и максимальной нагрузке. В связи с тем, что при этом мощность, выделяемая на .балластном резисторе, соизмерима с мощностью нагрузки, КПД стабилизатора низок.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является .компенсационный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно с нагрузкой. Его работой управляет параметрический стабилизатор напряжения, подключенный параллельно к силовым шинам f2/, Ввиду. того, что избыток входного напряжения выделяется на регулирующеь транзисторе, при работе в широком диапазоне изменения входного напряжения требуется транзистор с высоким номинальным напряжением. Кроме того, 5 изменение входного напряжения приво" дит к изменению тока через стабилитрон, вызывая в результате изменение напряжения на выходе стабилизатора в целом.

В силу указанных причин стабилизатор имеет ограниченный диапазон стабилизации напряжения и пониженный коэффициент стабилизации.

Цель изобретения — расширение ди" апазона изменения входного напряжения стабилизатора, повышение его

КПД и коэффициента стабилизации.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирук аий транзистор, база которого соединена с его коллектором и общей шиной соответственно через резистор и стабилитрон, а эмиттер подключен к выходному выводу, введены и регулирующих транзисторов, п резисторов и ll+1 стабилитронов, при этом все регули— рующие транзисторы включены последовательно так, как эмиттер.предыдущего транзистора подключен к коллектору последующего, база предыдущего транг

966678 зистора соединена с эмиттером последующего через введенный стабилитрон, а через введенный резистор — с входным выводом, через введенный стаби,литрон подключенным к коллектору первого регулирующего транзистора.

Благодаря такому выполнению стабилизатора избыток входного напряжения распределяется по всем транзисторам так, что напряжение на каждом иэ них не превышает определен- 10 ного значения. В силу этого ограничивается и мощность, рассеиваемая на каждом иэ транзисторов.

На чертеже изображена схема стабилизатора. i15

Стабилизатор содержит первый транзистор 1, включенный последовательно с нагрузкой 2, параметрический ста- ° билизатор напряжения, выполненный на резисторе 3 и стабилитроне 4, 20 а также дополнительные транзисторы

5, 6 и 7 стабилитроны 8, 9 и 10, смещающие резисторы 11, 12 и 13 и смещающий стабилитрон 14.

В схеме стабилизатора каждый тран- 2 зисторный каскад по отношению к пре- дыдущему представляет своесбразный компенсационный стабилизатор. Так, если первый каскад на транзисторе 1 служит стабилизатором для нагрузки 2,i то.второй каскад, выполненный на ос 30 нове транзистора 5, стабилизйрует напряжение на входе первого и так далее.

Работа стабилизатора состоит в следующем.

ЗУ

Если напряжение . на входе стабилизатора ниже номинальной величины, то транзисторы 5-7 открыты токами, протекающими через смещающие резисторы 11-13 и через транзистор 1, от- 40 крытый током резистора 3. Стабилитрон 14 создает напряжение, необходимое для протекания этих токов.

Благодаря этому, входное напряжение за вычетом падения напряжения на 45 смещающем стабилитроне 14 практически полностью прикладывается к входу первого каскада.

При повышении напряжения на-входе транзистор 1 уменьшает cBQIO проводимость, стремясь сохранить уровень .напряжения на нагрузке неизменным.

Падение напряжения на нем растет, и при достижении им напряжения пробоя стабилитрона 8 ток смещения транзистора 5 переключается в стабилитрон 8.

Транзистор 5 выходит в активный режим, благодаря чему напряжение на входе первого каскада поддерживается неизменным на уровне, практически равном сумме напряжений пробоя ста- 60 билитронов 4 и 8.

Дальнейшее повышение входного напряжения приводит к увеличению числа каскадов, транзисторы которых выходят в активный режим. При этом . 65 напряжение на каждом из них не пре- вышает, за счет работы последующих каскадов, напряжения пробоя. стабилитрона, включенного между эмиттером . транзистора данного и базой последующего .каскадов. Поэтому и напряжение, и мощность, выделяемая на каждом из транзисторов, не могут превысить допустимых значений.

Токи, протекающие по резисторам

11-13 цепей управления отдельными каскадами, являются составляки ими общего тока, протекающего через нагрузку, т.е. они не увеличивают ток,, отбираемый от источника, который, таким образом, определяется только величиной нагрузки и не зависит от диапазона стабилизации напряжения.

Как известно, при прочих равных условиях коэффициент стабилизации стабилизатора, состоящего из нескольких каскадно соединенных отдельных стабилизаторов выше, чем одного каскада. Это положение справедливо и для предлагаемого стабилизатора, так как в нем каждый последующий каскад служит для предыдущего своеобразным стабилизатором. В то же время в данном стабилизаторе в отли чие от известных компенсационных стабилизаторов напряжение на входе параметрического стабилизатора (резистор 3 .и стабилитрон.4), служащего схемой управления транзистором 1, поддерживается неизменным. Так как ток в стабилитроне 4 при этом имеет неизменную величину, то стабилизатор обладает высоким .коэффициентом стабилизации.

Таким образом, введение в стаби» лизатор дополнительных элементов, а также включение их описанным обра-. зом позволяют расширить диапазон изменения входного напряжения, повысить КПД и коэффициент стабилизации.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, база которого соединена с его коллектором и общей шиной соответственно через резистор и стабилитрон, а эмиттер подключен к выходному выводу, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения входного напряжения, повышения КПД и коэффициента стабилизации, в него введены и регулирующих транзисторов, и резисторов и

n+1 стабилитронов, при этом все регулирующие транзисторы включены последовательно так, что эмиттер предыдущего транзистора подключен к коллектору последующего, база предыдущего транзистора соединена с эмитте9666 7 8

Составитель В. Широков

Редактор Л. Авраменко Техред С.Мигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 7844/66 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11/035, Москва, Ш-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ром последующего через введенный ста били трон,. а через введенный резистор — с входным выводом, через введенный стабилитрон подключенным к коллектору первого регулирующего

-транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Додик С. Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. Изд-во "Советское радио", 1980, с . 53.

2. Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы -напряжения и тока. Иэд-во "Энергия", 1967, с. 33 (прототип).