Двуполярный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/569 

1203492

тока второй цепи токовой защиты - которого подключен к эмиттеру третье с вторым входным выводом и с эмитте- го транзистора, а база - к базе ром транзистора этой цепи, коллектор пятого транзистора.

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия путем уменьшения тока потребления и снижения минимального падения напряжения на стабилизаторе.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого двуполярного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2 - входные характеристики транзисторов .

Стабилизатор напряжения (фиг.1) содержит первый регулируюпу1й элемент 1, второй регулирующий элемент 2, первый измерительно-усилительный узел на дифференциальном усилителе

3сигнала рассогласования и делителе

4выходного напряжения, второй измерительно-усилительный узел на дифференциальном усилителе 5 сигнала рассогласования, делителе 6 выходного напряжения и источнике 7 опорного напряжения, цепь 8 задания статического режима, цепь 9 тепловой защиты, включающую в себя транзисторы 10-12 и резисторы 13-15, первую цепь 16 токовой защиты, включакяцую в себя транзистор 17 и датчик тока на резисторе 18, вторую цепь 19 токовой защиты, имеющую транзистор 20 и датчик тока на резисторе 21, а также содержит первьм 22, второй 23, третий 24, четвертый 25 и пятый 26 транзисторы и первый 27, второй 28 и третий 29 резисторы.

Силовой вход регулирующего элемента 1 соединен с эмиттером транзистора 122 и через резистор 18 подключен к первому входному выводу 30 стабилизатора и эмиттеру транзистора 17, база которого объединена с базами транзисторов 22-24, коллектором транзистора 22 и вторым выходом цепи 8 задания статического режима. Силовой вход второго регулирующего элемента 2 соединен с эмиттером транзистора 25 и через резистор 21 связан с вторым входным выводом 31

стабилизатора и эмиттерами транзисторов 11 и 20, коллектор последнего подключен к эмиттеру транзистора 24 и через резистор 28 соединен с силовым входом регулирующего элемента 1, а база объединена с базами транзисторов 25 и 26 и коллекторами транзисторов 24 и 25.

Выход первого регулирующего зле5 мента 1 является первьм выходным выводом 32 стабилизатора, к которому подключен первый вход делителя 4, а его управляющий вход связан через резистор 14 с коллектором транзисQ тора 11 и подключен к коллектору транзистора 23 и выходу первого дифференциального усилителя 3, ин- . вертирующий вход которого соединен с выходом делителя 4, а неинверти5 рукяций вход связан с первым входом делителя. Выход второго регулирующего элемента 2 является вторым выходным выводом 33 стабилизатора, к которому подключены вторые входы

делителей 4 и 6, а его управляющий вход соединен с коллекторами транзисторов 26 и 12 и выходом усили- теля 5, неинвертирукяций вход которого связан с выходом источника 7 опорного напряжения, подключенного

между общей шиной 34 и выходным выводом 33 стабилизатора, а инвертирующий вход связан с выходом делителя 6, присоединенного Первым входом к Общей шине 34. Первый выход цепи 8 задания статического режима,включенной между первым 30 и вторым 31 входными вьтодами стабилизатора, соединен с базой транзистора 10, эмиттер которого связан с базой транзистора 11 и коллектором транзистора 17 и через резистор 13 подключен к второму входному выводу

0

31стабилизатора. Эмиттер транзистора 12 связан с общей шиной, а база через резистор 15 соединена с коллектором транзистора 11. Эмиттеры транзисторов 23 и 26 подключены соответственно через резисторы 27

и 29 к первому 30 и второму 31 входным выводам стабилизатора.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При изменении напряжения на первом выходном вьшоде 32 стабилизатора сигнал рассогласования через делитель 4 выходного напряжения поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 3 и, усилившись воздействует на управляющий вход регулирующего элемента 1, при этом на его выходе появляется приращение тока, которое компенсирует первоначальное изменение выходного напряжения. Аналогичным образом стабилизируется напряжение на втором выходном вьшоде 33 стабилизатора, при этом сигнал рассогласования передается через делитель 6, дифференци- альньй усилитель 5 и регулирующий элемент 2.

«.

ft.

В стабилизаторе коллекторные токи Зщз , Зк,1б токозадающих транзисторов 23 и 26 изменяются в зависимости от вариации токов нагрузки :i и цг стабилизатора. При холостом ходе на выходах 32 и 33 стабилизатора статические уровни токов iJuzi } не превьшают десятков или сотен микроампер, при этом-удается обеспечить малые токи потребления стабилизатора.

Предположим, что появился значительный ток нагрузки ни на выходе

32стабилизатора. При этом возникает приращение напряжения на резисторе 18, что приводит к увеличению тока это необходимо для обеспечения режима по току управляющего входа регулирующего элемента

1. Транзисторы 17 и 23 имеют различные площади эмиттеров (входные характеристики этих транзисторов представлены на фиг.2). Из рассмотрения характеристик транзисторов очевидно, что транзистор 17 цепи 16 токовой защиты может находиться практически в обесточенном состоянии при вариации в широких пределах эмиттер- ного тока транзистора 23 ( - згз - кгз Следовательно, при возрастании тока

03492

нагрузки н1 сначала возрастает ток кгз а транзистор 17 остается практически обесточенным. Но когда ток нагрузки достигает макси5 мального значения JHIMUKC , то существенно возрастают .токи эмиттера и коллектора транзистора 17, входит в активный режим транзистор 11, появляется ток в его коллекторной пи, при этом регулиругаций элемент 1 подзакрывается и ограничивается ток нагрузки Н1 В предлагаемом устройстве цепь 16 токовой защиты включается при сравнительно малых

15 напряжениях на токозадающем резис- -торе 18 ( VK« 100-150 В).

Аналогичным образом при возрастании тока нагрузки нг. сначала возрастает ток коллектора транзис20 тора 26, обеспечивая режим по току регулирующего элемента 2, а когда ток нагрузки достигает максимально- го значения нгмакс , входит в ак- тивньш режим транзистор . 20 цепи 19

25 токовой защиты. При этом уменьшаются эмиттерные и коллекторные токи транзисторов 24-26, регулирующий элемент 2 подзакрывается и ток нагрузки Унг ограничивается.

30 В известном стабилизаторе токи токозадающих транзисторов 23 и 26 не могут изменяться при вариации нагрузочных токов стабилизатора, поэтому их статические уровни выбирают32 ся достаточно высокими (до десятков миллиампер), для того чтобы обеспе- чить входные токи регулирующих элементов 1 и 2 в режиме максимальных нагрузок стабипизатора по току. В

Q этом стабилизаторе при номинальном токе нагрузки Ун , JHI падение напряжения на токозадающих резисторах 18 и 21 составляет 0,8-0,6 В,что значительно увеличивает минимальную

45 величину напряжения на стабилизаторе.

/ Предлагаемый двуполярный стаби- ;лизатор постоянного напряжения имеет в 3-5 раз более низкий ток потреблен ния и на 0,5-0,7 В меньшую величину

50 минимального напряжения на стабилизаторе по сравнению с известным стабилизатором. Это приводит к повышению КПД предлагаемого стабилизатора на5-1 05J.Дополнительным достоинрт:55 вом предлагаемого стабилизатора является простотаего схемнойреализации - он соедржитна четьфеэлемента меньше по сравнению с известным устройством.

Фиг.г

Составитель С.Горбачева Редактор А.Шишкина Техред И.Асталош Корректор Л .Натай

Заказ 8415/50 Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4