Стабилизатор напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/569 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электронных устройствах кинофотоаппаратуры, устройствах связи, автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повьшение надежности стабилизатора в широком диапазоне входных напряжений путем уменьшения выходного тока в режиме короткого замыкания.

На чертеже изображен стабилизатор напряжения, включающий операционный усилитель 1 с шинами питания, выход которого соединен с выходным транзистором 2, коллектор которого соединен с входом стабилизатора 3, эмиттер через токоограничительный резистор 4 - с выходом стабилизато- .ра 5 и через базовый резистор 6 - с базой токоограничительного транзистору 7, коллектор которого соединен с выходом операционного усилителя, а эмиттер - с выходом стабилизатора 5. Делитель на резисторах 8 и 9 включен между выходом стабилизатора 5 и об111е шиной 10 питания. Выход делителя соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с источником I 1 опорного напряжения и базой дополнительного транзистора ,12, эмиттер

которого через резистор 13 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а коллектор - с входом токового зеркала 14, выход которого соединён с базой токоограннчительно- го транзистора 7,

Стабилизатор работает следующим. образом. В рабочем режиме через обратную связь операционного усилителя потенциал инвертирующего входа (И) поддерживается равным потенциалу неинвертирующего (Ис,)

Uc,

(1)

Выходное напряжение стабилизатора в этом Ьлучае определяется соотношением

и,,,и„п(1-|),

(2)

где UQ J - величина выходного напряжения источника опорного напряжения;

Rg - величина резистора 8; . Rg - величина резистора 9.

Транзистор 12 при выполнении условия (1) закрыт и выходной ток токового зеркала 14 отсутствует. При увеличении выходного тока напряже2446502

ние на резисторе 4 возрастает, транзистор 7 открывается и ограничивает выходной ток на уровне

ЙЫХ.ММКС

ы,7 R.

(3)

-лч

где I /мскке максимальный выходной ток в рабочем режиме ; , .

V

R

бет напряжение прямосме- щенного эмиттерного перехода транзистора 7;

- величина резистора 4. РаБ;енство 3 справедливо, т.е. па- дение напряжения на резисторе 6 легко сделать значительно меньше

«. --7r -;f-- 6 и,,, (4)

где - величина резистора 6; 7 )Р коэффициенты усиления по

току в схеме с общим эмиттером транзистора 2 и 7 соответственно .

При коротком замыкании выходное напряжение становится равным нулю. Потенциал в точке В практически равен нулю, транзистор 12открывается и его коллекторный ток 1ц.,2 отражается токовым зеркалом 14

., .tfi .,. .5) к 12 . R -

где 1,3 - выходной ток токового зеркала 14;

Ug5i2 напряжение прямосмещенного эмиттерного перехода транзистора 12:

R - величина резистора 13. Вьжодной ток токового .зеркала втекает в базу транзистора 7 и базо- вый резистор 6, при этом справедливо соотношение

,

(6) де .,, - ток, протекающий через

резистор 6; 1,- - базовый ток транзистора 7.

Колле)кторный ток транзистора 7 увеличивается, что приводит к уменьшению выходного тока стабилизатора в режиме короткого замыкания. Если базовый ток транзистора 7, определяемый соотношением

т / Isiilfja ltc UjJi

ev &. В, R. е

7-

4 -h

(7)

удовлетворяет соотношению Is-j.4. „ , (8) то максимальный выходной ток в режиме короткого замыкания (I gt,,,(.,vLc)

можно найти из соотношения

и

б9

In б - В М. Лыи.С а

(9)

I

3

Сравнивая (3) и (9) видно, что макси мальный выходной ток в режиме короткого замыкания уменьшился на величи У

-- ,/MOifrfС ЫК.ллоии -

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным обуславливаются уменьшением выходного тока стабилизатора в режиме короткого замыкания в широком диапазоне выходных напряжений стабилизатора, что приводит к существенному уменьшению рассеиваемой мощности, в режиме короткого замыкания выходным транзистором и тем самым - к повьш1ению надежности ста- билизатора в широком диапазоне входных напряжений.

Формула изобретени я

Стабилизатор напряжения, содержащий операционный усилитель, выход которого соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого соединён с силовым входным выводом, эмиттер через токоограничительный резистор - с выходным вьшодом и через базовый резистор - с базой токоРедактор Л. Повхан

Заказ 3915/51Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, от. Ужгород, ул. Проектная, 4

2446504,

ограничительного транзистора, причем коллектор последнего соединен с выходом операционного усилителя, а эмиттер - с выходным вьшодом, между 5 выходным выводом и общей шиной включен резистивный делитель, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного, усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с ис- 10 точником опорного напряжения, отличающийся, тем, что, с целью повьшения надежности стабилизатора в широком диапазоне входных напряжений- путем уменьшения выходного J5 тока в режиме короткого замыкания, в него введены токовое зеркало на транзисторах противоположного типа проводимости выходного и ограничительного транзисторов, резистор и 20 транзистор одного типа проводимости с выходным и ограничительным транзисторами, база ограничительного транзистора соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя, 25 эмиттер через резистор - с инвертирующим входом, а коллектор - с входом токового зеркала, выход которого соединен с базой токоограничительногр транзистора, причем-эмиттеры транзис- 0 торов токовового зеркала соединены с силовым входным выводом.

Составитель В. Баранов

Техред Н.Бонкало Корректор С, Черни

Подписное

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания. Целью изобретения является повьшение надежности стабилизатора в широком диапазоне входных напряжений, путем уменьшения выходного тока в режиме короткого замыкания. Цель достигает- .ся тем, что в стабилизатор введены токовое зеркало .14, транзистор 12 и резистор 13. При коротком замыкании транзистор 12 открывается и его коллекторный ток отражается токовым зеркалом 14. При этом коллекторный ток транзистора 7 увеличивается, что приводит к уменьшению выходного тока стабилизатора в широком диапазоне входных напряжений. 1 ил. (Л с: К) 4 й Ф сл ю