Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Известен стабилизатор, обладающий низким выходным сопротивлением В таком стабилизаторе для уменьшения выходного сопротивления применен двухкаскадный усилитель обратно связи l . Однако такое техническое решение, приводящее к усложнению схемы стабилизатора, увеличению мощности рассеяния и снижению устойчивости его работы, не позволяет получить выходное сопротивление, близкое к нулю. Известен стабилизатор, в котором малое выходное сопротивление достигнуто путем введения в силовую выходную шину компенсирующего резистора 2 , Недостатками данного стабилизатора являются большая мощность рассеяния регулирующего элемента и сложность схемы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ста билизатор напряжения постоянного то ка, содержащий регулирующий элемент выполненный на силовом и согласующем транзисторах одного типа проводимости и управляющем транзисторе другого типа проводимости, причем коллектор согласующего транзистора и эмиттер управляющего транзистора соединены через резистор с общей ши ной, а через полупроводниковый элемент - с выходным выводом,база управляющего транзистора через токоограничивающий двухполюсник подключена ic входному выводу и непосредственно соединена с выходом усилите ля постоянного тока, неинвертирующи вход которого соединен с опорным стабилитроном и-с одним из выводов ограничительного резистора, инверти рующий вход подключен к делителю вы ходного напряжения. Мощность рассея ния регулирун щего элемента уменькена за счет введения полупроводникового элемента .и резистора включенных между выходным выводом и общей шиной зЗ . Однако известный стабилизатор об ладает повышенным выходным сопротив лением из-за ограниченного коэффици ента усиления усилителя постоянного тока и изменения потенциала эмиттера управляющего транзистора при колебании нагрузки, а также большой мощностью рассеяния резистора в цеп эмиттера управляющего транзистора. Целью изобретения является умень шение выходного сопротивления с одновременньтм снижением мощности рассеяния. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного тока, содержащем регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласующем транзисторах одного типа проводимости и управляющем транзисторе другого типа проводимости, причем коллектор согласующего транзистора и эмиттер управляющего транзистора соединены через резистор с общей шиной, а через полупроводниковый элемент - с выходным выводом, база управляющего транзистора через токоограничивающий двух.полюсник подключена к входному выводу и непосредственно соединена с . выходомусилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с опорным стабилитроном и с одним из выводов ограничительного резистора, инвертирующий вход подключен к делителю выходного напряжения, другой вывод ограничительного резистора подключен к точке соединения эмиттера управляющего транзистора с полупроводниковым элементом. При уменьшении тока нагрузки снижается величина напряжения между эмиттером управляющего-транзистора и общей шиной. В результате уменьшается напряжение опорного стабилизатора и, соответственно, выходное напряжение стабилизатора, компенсируя .его увеличение, вызванное выходным сопротивлением. На чертеже- показана электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока. Стабилизатор напряжения постоянного тока содержит регулирующий элемент, выполненный на силовом 1 и согласующем 2 транзисторах одного типа проводимости и управляющем 3 транзисторе другого типа проводимости, резистор 4, полупроводниковый элемент 5, токоограничивающий двухполюсник 6, усилитель 7 постоянного тока, опорный стабилитрон 8,ограничительный резистор 9 и делитель 10 выходного напряжения. Коллектор согласующего транзистора 2 и эмиттер управляющего транзистора 3 соединены через резистор 4 с общей шиной, а через полупроводниковый элемент 5 - с выходным, выводом.База управляющего транзистора 3 через токоограничительный двухполюсник 6 подключена к входному выводу и непосредственно соединена с выходом усилителя 7 постоянного тока. Неинвертирующий вход усилителя 7 постоянного тока соединен с опорным стабилитроном 8 и одним из выводов ограничительного резистора 9, инвертирующий вход подключен к делителю 10 выходного напряжения. Сущность изобретения заключается в следующем.

В номинальном режиме нагрузки напряжение между эмиттером управляющего транзистора 3 и общей шиной стабилизатора ниже выходного напряжения-, определяемого напряжением опорного стабилитрона 8, на величину падения напряжения на полупроводниковом элементе 5..

При уменььмении тока нагрузки на величину li напряжение между эмиттером управляющего транзистора 3 и общей шиной стабилизатора снижается на величину н

(, ,

где ftj - коэффициент усиления силового транзистора 1 , Rg - дифференциальное сопротивление полупроводникового элемента 5. . Это приводит к снижению напряжения опорного стабилитрона 8 на вели.чину fikUg, равную

2н

«86

s n - as-R;

р,

где R

-дифференциальное сопроавтивление опорного стабилитрона 8;

R.

-сопротивление ограничительного резистора 9.

В результате уменьшается выходное напряжение, компенсируя его увеличение, определяемое выходным сопротивлением, т.е. выходное сопротивление стабилизатора уменьша0ется.

Так как часть суммарного тока коллекторов согласующего транзистора 2 и управляющего транзистора 3 протекает по цепи - ограничительный ре5 зистор 9, опорный стабилитрон 8, снижается мощность рассеяния резистора 4 и, соответственно, всего ста. билизатора.

При малых токах нагрузок, когда, отсутствует согласующий транзистор

0 2, резистор 4 может быть исключен, роль его выполняет цепочка-резистор 9, опорный стабилитрон 8, т.е. источник опорного напряжения дополнительно служит для снижения мощности

5 рассеяния.

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласукидем транзисторах одного типа проводимости и упр авляющем транзисторе другого типа проводимости , причем коллектор согласующего транзистора и эмиттер управляюJ - о щего транзистора соединены через резистор с общей шиной, а через полупроводниковый элемент - с выходным выводом, база управляющего транзистора через токоограничиваюший двух- . полюсник подключена к входному вы- . воду и .непосредственно соединена с выходом усилителя постоянного тока, неинвертирую1яий вход которого соединен с onopHfcjM стабилитроном и с одним из выводов ограничительного резистора, инвертирующий вход подключен к делителю выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения выходного сопротивления с одновременным снижением мощности рассеяния, другой вывод ограничительного резистора (Л подключен к точке соединения эмиттера управляющего транзистора с полупроводниковым элементом.. ю и сд 35 п А« ел X Q(J S ш..