Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к регуляторам напряжения постоянного тока.

Известны схемы непрерывных двуполярных стабилизаторов постоянного напряжения последовательного типа, содержащие регулирующие элементы, усилители сигнала рассогласования, источник опорного напряжения,делители выходного напряжения и цепь тепловой защиты 1 и 2 ,

Недостатками этих стабилизаторов являются сравнительная сложность их схемной реализации и высокий ток потребления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизатор постоянного напряжения,содержащий первый и второй регулирующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй делители выходных напряжений источник опорного напряжения, трехполюсный повторитель тока, цепь задания статического режима, цепь тепловой защиты, состоящей из первого и второго транзисторов и первого и второго резисторов, третий и четвертый транзисторы, третий резистор, причем силовые входы первого и второго регулирующих элементов являются соответственно первым и вторым входами стабилизатора, выход первого регулирующего элемента соединен с первым выходом стабилизатора и первым входом первого делителя выходного напряжения, управляющий вход первого регулирующего элемента подключен к коллектору четвертого транзистора и выходу первого дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого делителя выходного напряжения, а второй вход соединен с общей шиной и первым входом второго делителя выходного напряжения, выход второго регулирующего элемента соединен вторым выходом стабилизатора и вторыми входами первого и второго делителей выходных напряжений, а его управляющий вход подключен к выходу трехпблюсного повторителя тока и выходу второго дифференциального усилителя, первый вход второго дифференциального усилителя соединен с выходом второго делителя выходного напряжения, а его второй вход соединен с выходом источника опорнохо напряжения,подключенного между общей шиной и вторым выходом стабилизатора, цепь задания статического режима связана с первым и вторым входами стабилиза ора, ее первый выход соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, а второй выход подключен к базе первого транзистора, эмиттер которого через второй резистор соединен с базой второго транзистора и через первый резистор подключен к

второму входу стабилизатора, эмиттеру второго транзистора и общему выводу трехполюсного повторителя тока, эмиттер третьего транзистора через третий резистор соединен с первым входом стабилизатора, а его коллектор подключен к входу трехполюсного повторителя тока 2 .

Недостатки известного устройства заключаются в том, что он имеет сравнительно сложную схемную реализацию и высокий ток потребления, что уменьшает надежность стабилизатора и отрицательно сказывается на его КПД.,

Цель изобретения - повышение надежности и КПД путем упрощения схемы и уменьшения тока потребления стабилизаторА.

Поставленная цель достигается 0 тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем первый и второй регулирующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй делители выходных напряжений, источник опорного напряжения, трехполюсный повторитель, тока, цепь задания статического режима,цепь тепловой защиты, состоящей из первого. и второго транзисторов и первого и второго резисторов, третий и четвертый транзисторы, третий резистор,причем силовые входы первого и второго регулирующих элементов являются соответственно первым и вторым входами стабилизатора, выход первого регулирующего элемента соединен с первым выходом стабилизатора и первым входом первого делителя выходного напряжения, управляюиций вход первого регулирующего элемента подключен к коллектору четвертого транзистора и к выходу первого дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого делителя выходного напряжения, а второй вход соединен с общей шиной и первым входом второго делителя напряжения, выход второго регулирующего элемента соединен с вторым выходом стабилизатора и вторыми входами первого и второго делителей выходных напряжений, а его управляющий вход подключен к выходу трехполюсного повторителя тока и выходу второго дифференциального усилителя,первый вход второго дифференциального усилителя соединен с выходом второго делителя выходного напряжения, а его второй вход соединен с выходом источника опорного напряжения,подключенного между общей шиной и вторым выходом стабилизатора,цепь задания статического режима связана с первым и вторым входами стабилизатора, ее первый выход соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, а второй выход подключей к базе первого транзистора, эмиттер которого через второй резистор соединен с базой второго транзистора и через первый резистор подключен к второму входу стабилизатора , эмиттеру второго транзистора и общему выводу трехполюсного повторителя тока, эмиттер третьего транзистора через третий резистор соединен с первым входом, стабили затор а, а его кол лектор подключен к входу трехполюсного повторителя то к а, коллектор второго транзистора соединен с эмиттерами тре. тьего и четвертого транзисторов и с кол лектором первого транзистора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемог

устройства.

Стабилизатор содержит первый 1 и вторрй 2 регулирующие элементы, первый 3 и второй 4 дифференциальные усилители, первый 5 и второй 6 делители выходных напряжений, источник 7 опорного напряжения, трехполюсный повторитель 8 тока, цепь 9 задания статического режима,цепь 10 тепловой защиты, включающую первый 11 и второй 12 транзисторы,-и первый 13 и второй 14 резисторы, третий 15 и четвертый 16 транзисторы и третий резистор 17. Силовые входы регулирующих элетиентов 1 и 2 являются соответственно первым 18 и вторым 19 входами стабилизатора, выход элемента 1 соединен с первым выходом 20 стабилизатора и первым входом делителя 5. Управляющий вход элеменta 1 подключен к коллектору транзистора 16 и выходу усилителя 3, первый вход которого соединен с выходом делителя 5, а второй вход связан с общей шиной 21 и первым входом делителя 6. Выход регулирующего элемента 2 соединен с вторыми входами делителей 5 и 6 и является вторым выходом 22 стабилизатора. Управляющий вход элемента 2 подключен к выходу повторителя 8 тока и выходу усилителя 4, первый вход которого соединен с выходом делителя 6, а его второй вход связан с выходом источника 7 опорного напряжения, подключенного между общей шиной 21 и выходом 22 стабилизатора. Цепь 9 задания статического режима связана с входами 18 и 19 стабилизатора, ее первь1й выход соединен с базами транзисторов 15 и 16, а, второй выход подключен к базе транзистора 11,эмиттер транзис- тора 11 через, резистор 14 соединен с базой транзистора 12 и через резистор 13 подключен к входу 19 стабилизатора, эмиттеру транзистора 12 и общему узлу повторителя 8 тока. Коллектор транзистора 15 подключен к входу повторителя 8 тока, а его эмиттер соединен с эмиттером тран-. зистора 16, коллекторами транзист.оров 11 и 12 и через резистор 17 связан с входом 18.

Устройство работает следующим образом.

При изменении напряжения на первом выходе 20 стабилизатора сигнал рассогласования через делитель 5 поступает на инвертирующий вход диф ференциального усилителя 3 и, усилившись, воздействует на управляю0щий вход регулирующего элемента 1, при этом на его выходе появляется приращение тока, которое компенсирует первоначальное изменение выходного напряжения. Аналогичным об5разом стабилизируется напряжение на втором выходе 22 стабилизатора, при этом сигнал рассогласования передается через делитель 6, дифференциальный усилитель 4 и регулирующий элемент 2.

0

Цепь 10 тепловой защиты стабилизатора функционирует следующим образом.

В качестве термочувствительных элементов используются эмиттернобазовые переходы транзисторов 11

5 и 12. При движении стабилизатором предельной температуры транзисторы ill и 12 входят в активный режим ра|боты, появляется ток в их коллекторных цепях, при этом входят в

0 режим отсечки транзисторы 15 и 46, обесточиваются повторитель 8 тока и регулирующие элементы 1 и 2.

По сравнению с известным предлагаемый стабилизатор имеет более

5 простую схемную конфигурацию, так как состоит из меньшего числа элементов. Упрощение схемы стабилизатора без ухудшения качества стабилизации выходного напряжения и ухудше0ния параметров цепи тепловой защиты достигается за счет того, что в пред лагаемом стабилизаторе транзисторы 15 и 16 и повторитель 8 тока выполняют две функции, т.е. являются источниками опорного тока для пита5ния регулирующих элементов 1 и 2 и пропускают через себя сигнал тепло|вой защиты при достижении стабилиза тором предельной температуры, а в известнс выполняется только первая

0 функция и поэтому требуется более сложная схемная конфигурация цепи тепловой защиты.

При срабатывании цепи тепловой защиты предлагемый стабилизатор име

5 ет в 1,3-2 раза меньший ток потребления, чем известный. Это обусловлено тем, что в предлагаемом стабилизаторе включение тепловой защиты приводит к обесточиванию элемен0 .тов 15, 16 и 8/ а в известном этого не происходит.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор имеет более высокие надежность и КПД по сравнению с известными аналогичными устройствами.

5

- r 4 I----Ii 4-1 riii™

-.j L-У -l-j LbzH--i Q ЛI

oZ2

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй регулирующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй делители выходных напряжений, источник опорного напряжения, трехполюсной повторитель тока, цепь задания статического режима, цепь тепловой защиты, состоящей из первого и второго транзисторов и первого и второго резисторов, третий и четвертый транзисторы, третий резистор, причем силовые входы первого и второго регулирующих элементов являются соответственно первым и вторым входами стабилизатора, выход первого регулирующего элемента соеди.нен с первым выходом стабилизатора и первым входом первого делителя выходного напряжения, управляющий вход первого регулирующего элемента подключен к коллектору четвертого транзистора и к выходу первого дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого делителя выходного напряжения, а второй вход соединен с общей шиной и с первым входом второго делителя выходного напряжения, выход второго регулирующего элемента соединен с вторым выходом стабилизатора и с вторыми входами первого и второго делителей выходных напряжений, а его управляющий вход подключен к выходу трехполюсного повторителя тока и к выходу второго дифференциального усилителя, первый вход второго дифференциального усилителя соединен с выходом второго делителя выходного напряжения, а его второй вход соеi динен с выходом источника опорного напряжения, подключенного между об(Л щей шиной и вторым выходом стабилиза тора, цепь задания статического режима связана с первым и вторым входами стабилизатора, ее первый выход соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, а второй выход подключен к базе первого транзистора, эмиттер которого через второй резистор соединен с базой второго транзистора и через первый ре эистор подключен к второму входу стасл .билизатора, к эмиттеру второго тран05 зйстора и общему выводу трехполюсного повторителя тока, эмиттер:третьего транзистора через третий резистор Оэ соедиЯен с первым входом стабилисо затора, .а его коллектор подключен к входу трехполюсного повторителя тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД путем упрощения схемы и уменьшения тока потребления, коллектор второго транзистора соединен с эмиттерами третьего и четвертого транзисторов и коллектором первого транзистора