Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть, использовано в источниках вторичного электропитания различных радиотехнических устройств

По основному авт.св. № 983678 известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий блок управления, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, основной и /Ч дополнительных регулирующих транзисторов, коллекторы которых соединены с выводами для подключения основного и N дополнительных источнико напряжения, а эмиттеры соединены с одним из выходных выводов N запирающих транзисторов, эмиттеры которых соединены с эмиттерами соответствующих дополнительных регулирующих транзисторов, а базы через резисторы подключены к коллекторам предьодущих регулирующих транзисторов, причем переходы коллектор-база запирающих транзисторов запгунтированы конденсаторами, Н отключающих транзисторов , эмиттеры которых подключены к базам соответствующих дополнительных регулирующих транзисторов, коллекторы и базы через резисторы подключены к коллекторам соответствующих запирающих транзисторов, а выход блока управления через резисторы подключен к коллекторам отпирающих транзисторов

Недостатком такого стабилизатора является то, что блок управления в нем необходимо запитывать от N-ro источника питания, т.е. напряжение питания блока управления равно сумме напряжений основного и N дополнительных -источников питания. Это приводит к тому, что при максимальных напряжениях основного и дополнительных источников питания, когда ток Нагрузки.пропускает основной регулирующий транзистор, блок управления оказывается запитанным от неоправданно высокого напряжения, что в свою очередь приводит к лишним потерям, т.е. к уменьшению КПД и снижению надежности работы стабилизатора.

Цель изобретения - повышениеКПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока введено N первых диодов, N вторых отключающих транзисторов, коллекторы которых соединены с выводами для подключения соответствующих .N дополнительных источников напряжения, эмиттеры (N-1) вторых отключающих транзисторов через (N-I) первых диодов подключены, к одному из питающих выводов блока управления, эмиттер N-ro из вторых отключающих транзисторов соединен с указанным питающим выводом непосредственно, а база каждого из вторых отключающих транзисторов через последовательную цепочку из введенных первого и второго дополнительных резисторов соединена с выводом для подключения соответствующего дополнительного источника напряжения и через первый из указанных дополнительных резисторов с коллектором соответствующего запирающего транзистора катодом соответствующего из N введенных вторых диодов, анод которого соединен с резисторами в цепи базы соответствующего из N первых отключающих транзисторов, причем N-й из первых введенных диодов включен между эмиттером N-ro из вторых отключающих транзисторов и выводом для подключения основного источника напряжения.

На чертеже представлена электрическая схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит основной 1 и дополнительные 2-4 регулирующие транзисторы, запирающие транзисторы 5-7, первые отключающие транзисторы 8-10, вторые отключающие транзисторы 11-13, резисторы 14-36, диоды 37-42, конденсаторы 43-45, источники питания - основной 46, дополнительные 47-49, блок 50 управления, общий выходной вывод 51.

Блок управления и регулирующие транзисторы составляют замкнутьй контур регулирования, поддерживающий выходное напряжение неизменным.

Сущность работы стабилизатора состоит в том, что ток нагрузки пропускает тот регулирующий транзистор,на коллекторе которого имеется минимальное напряжение относительно эмиттера. При минимальном .апряжении источников 46-49 питания ток нагрузки пропускает транзистор 4, в цепи базы которого протекает ток от блока 50 управления через резистор 36 и открытый транзистор 10. Ток в цепи базы транзистора Ю обеспечивается цепочкой иа резисторов 27 и 28. Пит-ание на блок управления поступает 3 через транзистор 13,открытый благодаря наличию цепочки из резисторо 21 и 22. При определенном увеличении напряжения источников 46-49 сум марное напряжение источников 46-48 превысит выходное напряжение. На коллекторе регулирующего транзистора 3 появится напряжение, которое через резистор 16 откроет транзистор 7, последний зашунтирует токи баз транзисторов 10 и 13. Эти транзисторы закроются. Закрывание транзистора 10 прервет ток базы регулирующего транзистора 4, он закроется и функция регулирования перейдет к транзистору 3. Закрывание транзис тора 13 при этом обеспечит питание блока 50 управления от менее высоко го напряжения через диод 39 и транзистор 12, открытый благодаря наличию цепочки из резисторов 19 и 20. При дальнейшем увеличении напряжений функция регулирования аналогичным образом перейдет последовательн к транзисторам 2 и 1, а блок управления последовательно подключится к сумме напряжений источников 46 и 47 и к источнику 46. Резисторы 3032 обеспечивают надежное запирание транзисторов 2-4 соответственно при отсутствии базовых токов транзисторов 2-4. Конденсаторы 43-45 служат для уменьшения переменной составляющей на выходе стабилизатора при переходе функции регулирования от одного регулирующего транзистора к другому. Диоды 40-42 предотвращают протекание неуправляемых токов баз регулирующих транзисторов. Например, для транзистора 4 таким током при отсутствии диода42 будет, ток, протекающий по цепи, состоящей из резисторов 22 и 28 перехода база - эмиттер транзистора 10. Диоды 38 и 39 предотвращают инверсное включение транзисторов I1 и 12 при открытом транзисторе 13, диод 37 предотвращает подачу более высокого напряжения с источников 47-49 на 54 коллектор транзистора I при открытых транзисторах 11-13. Резисторы 17, 19 и 21 обеспечивают надежное запирание транзисторов 11-13, а резисторы 24, 26 и 28 - транзисторов 8-10 соответственно. Блок управления может быть выполнен на операционном усилителе или. интегральном стабилизаторе 142ЕН.. Ток, протекающий через резисторы 33-36 от блока управления потребляется от источников 46-49. Стабилизатор обеспечивает ток управления от тех источников, от которых в данный момент запитывается нагрузка. Например, если функцию регулирования вьтолняет транзистор 4, ток управления потребляется от суммы напряжений источников 46-49, если функцию регулирования выполняет транзистор 1, ток управления потребляется от источника 46. В прототипе ток управления независимо от того, какой транзистрр вьтолняет функцию регулирования, всегда потребляется от суммы напряжений источников 46-49. При минимальном напряжении источников, когда функцию регулирования выполняет транзистор 4, мощность, рассеиваемая блоком управления в предлагаемой схеме будет равна мощности, рассеиваемой в известной. Во всех других случаях мощность, рассеиваемая блоком управления в данной схеме, будет меньше чем в известной, т.е. КПД предлагаемой схемы будет вьш1е. ( Таким образом, предлагаемая схема позволяет уменьшить мощность, потребляемую блоком управления, и повысить КПД. Кроме того, уменьшение напряжения питания блока управления позволяет уменьшить коэффициент электрической нагрузки на элементы блока управления и тем самым повысить надежность работы блока управления.

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св.№.983678, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, в него введено N первых диодов, N вторьпс отключающих транзисторов, коллекторы которых соединены с выводами для подключения соответствующих W дополнительных источников напряжения, эмиттеры (N-I) вторых отключающих транзисторов через (N-1) первых дио,дов подключены к одному из питающих выводов блока управления, эмиттер N-ro из вторых отключающих транзисторов соединен с указанным питающим выводом непосредственно, а база каждого из вторых отключающих транзисторов через последовательную цепочку из введенных первого и второго дополнительных резисторов соединена с выводом для подключения соответствующего дополнительного источника напряжения и через первый из указанных дополнительных резистогров - с коллектором соответствующего запирающегЪ транзистора и с катодом соответствующего из N введенных вторых диодов, анод которого соединен с резисторами в цбпи базы соответствующего из N первых отклю(Л чающих транзисторов, причем N-й из С первых введенных диодов включен между эмиттером N-ro из вторых отключающих транзисторов и выводом дпя подключения основного источника напряжения.. Од со ел