Стабилизатор напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к стабили зированным источникам электропитайия. Известны стабилизаторы напряжения, содержащие регулирующий rpciHзистор, управляющий транзистор, Делитель выходного напряжения, резистор прявмой связи, источник опор ного напряжения, выходной конденса fop фильтра, подключенные к выходу однофазного двухполупериодного выпряьштеля С ЗНаиболее близким к изобретению lio технической сущности является стабилизатор напряжения, содержа 4ий регулнрукщий транзистор, колле тор которого подключен к входному, эмиттер - к ВЫХОДНОГ-1У выводам, а база связана с коллектором управлянмцего и первым выводом токозадаю щего сопротивления, второй вывод (оторого связан с входным выводом, делитель выходного напряжения, сре ний вывод которого соединен с базо управляющего транзистора и через резистор прямой связи - с ВХОДН ЛМ выводом, источник опорного напряже ния, включенный между эмиттером управляющего транзистора и общей шиной, выходной конденсатор фильтра С2. Недостатком известных стабилизаторов является ограниченный диап зон регулирования выходного напряжения, определяемый в основном уве личением потерь на управляющем тра зисторе, величиной опорного напряжения и допустимым обратным напряжением базо-эмиттерного перехода регулирукядего транзистора. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования вы ходного напряжения стабилизатора, Обеспечение плавного запуска и уме шение потерь в цепях управляющего транз-истора. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения содержащий регулирующий транзистор коллектор которого подключен к входному г змиттар - к выходному выводам, а база связана с коллектором управляющего транзистора и первБ1М выводом токозадающего сопротивления второй вывод которого связан с входным выводом, делитель выходного напряжения, средний вывод которого соединен с базой управляющего транзистора и через резистор прямой связи - с входным -выводом, источник опорного напряжения, включенный между эмиттером управляющего транзистора и общей шиной, выходной кон денсатор фильтра, введен.узел развя ки на двух диодах и резисторе смеще ния , причем первый диод включен меж ду базой регулирующего транзистора и коллектором управляющего транзис тора, и первым выводом токозадающего сопротивления, второй диод включен встречно-параллельно базо-эмиттерному переходу регулирующего транзистора, база которого через резис тор смещения подключена к общей шине. При этом токозадающее сопротивление подключено к входному выводу через резисторно-емкостной фильтр и вьитрямительный диод. Крюме того, в стабилизатор введен узел защиты от перегрузки, управляющий входд которого через делитель напряжения соединен с входом резисторно-емкостного фильтра. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора. Стабилизатор напряжения содержит регулирующий транзистор 1, подключенный эмиттером к выходному, коллектором - к входному выводам, а базой через первый диод 2 узла развязки связан с токозадающим сопротивлением 3 в виде потен1диометра, через второй диод 4 - с эмиттером транзистора 1, через резистор смещения 5 - с общей шиной, управляющий транзистор 6, подключенный эмиттером к общей шине через источник опорного напряжения на стабилитроне 7 с ограничительным резистором 8, базой - к выходу делителя выходного напряжения на резисторах 9 и 10 и через резистор 11 прямой связи - к входному выводу, а коллектором - к сопротивлению 3, которое подключено через резисторно-емкостной фильтр 12 и 13 и выпрямительный диод 14 к входному выводу Стабилизатор содержит также выходной конденсатор 15 фильтра и узел. 16 защиты от перегрузки, состоящий из датчика 17 тока, включенного в общую шину, согласующего, делителя 18 напряжения, делителя 19 входного напряжения, сравнивающего усилителя на транзисторе 20, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора 1, а эмиттер и база подключены соответственно к выходам согласующего 18 и входного 19 делителей напряжения узла защиты. Для исключения инверсного режима работы регулирующего транзистора 1 в цепь его коллектора введен диод 21. Стабилизатор работает следующим образом. При подключении стабилизатора к выходу однофазной двухполупериодной cxeiv-ua выпрямления происходит плавное нарастание напряжения питания управляющего транзистора б на конденсаторе 15 .и, соответственно, плавное увеличение выходного напряжения до установленного значения«

После окончания переходного процесса стабилизатор работает следующим образом. Пока входное напряжение меньше выходного напряжения, управляющий транзистор 6 закрыт, ток сопротивления 3 распределяется между резистором 5 смешения и базой транзистора 1. Происходит разряд выходного конденсатора 15 на нагрузку. Как только входное напряжение станет больше выходного напряжения на некоторую определенную величину, регулирующий транзистор 1 открывается и начинается подзаряд выходного конденсатора 15, и при достижении напряжения на нем заданной величины открывается управляющий транзистор 6 и уменьшает ток базы регулирующего транзистора, в результате чего подзаряд конденсатора прекращается. Однако дальнейшее увеличение входного напряжения приводит, благодаря наличию резистора 11 прямой связи, к увеличению проводиг«эсти управляющего транзистора 6, уменьшению напряжения на его выходе, диода 2.

В результате транзистор 1 также закрывается напряжением диода 4, которое создается током резистора 5 смещения. Ток резистора 5 определяется в основном обратным током транзистора 1. Одновременно происходит снижение выходного напряжения.

Пря этом в зависимости от величины соотнсядения токов между резисторами 9 и 11 получаются два режима работы стабилизатора в зоне, когда входное напряжение полуволны синусоидального питающего напряжения . больше выходного напряжения.

Если ток через резистор 11 больше тока через резистор 9, то дважды за время полуволны питающего напряжения происходит подзаряд выходного конденсатора 15, т.е. когда

значение входного напряжения достигает выходного напряжения.

Если ток через резистор 11 меньше тока через резистор 9, то стабилизатор переходит в релейный режим работы.

Работа узла защиты происходит известным образом с тем отличием, что он обеспечивает защиту не только

от величины импульсного тока регулирующего транзистора в установившемся режиме, но и при включении стабилизатора благодаря наличию делителя 19 входного напряжения, который уменьшает значение импульсного тока, а следовательно, и мощность рассеяния на регулирующем транзисторе.

Использование изобретения позволяет значительно расширить диапазон регулирования выходного напряжения, обеспечить плавный запуск и повышенную .надежность по сравнению с известными устройствами. -вд-Ог-О о -бмх

1. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к входному, эмиттер - к выходному выводам, а база связана с коллектором управляющего транзистора и первым выво- дом токозадающего сопротивления, второй вывод которого связан с входным выводом, делитель выходного напряжения, средний вывод которого соединен с базой управляющего транзистора и через резистор прямой связи - с входным выводом, источник опорного напряжения, включенный между эмиттером управляющего транзистора и общей шиной, выходной конденсатор фильтра, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения, в него введен узел развязки на двух диодах и резисторе смещения, причем первый диод включен между базой регулирующего транзистора и коллектором управляющего транзистора, и первым выводом токозадающего сопротивления, второй диод включен встречно-параллельно базоэмиттерному переходу регулирующего транзистора, база которого через резистор смещения подключена к общей шине. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с i целью обеспечения плавного запуска и уменьшения потерь в цепях управ(Л ляющего транзистора,токозадающее сопротивление подключено к входному выводу через резисторно-емкостной фильтр и выпрямительный диод. 3.Стабилизатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в него зведен узел защиты от перегрузки, управляющий вход которого через делитель напряжения соединен с входом резисторно-емкостного оо фильтра. со