Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

двух.попюсника 7, подключенного к эмиттерам выравнивающих трганзисторон 6,1-6.N. При этом выход усилителя 10

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повьшение надежности стабилизатора путем обеспечения выравнивания токов параллельно включенных регулирующих транзисторов и в динамическом режиме.

На фиг.1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения для случая, когда регулирующие транзисторы включены коллекторами к входному выводу; на фиг,2 - то же, когда регулирующие транзисторы включены коллекторами к выходному вьшоду.

Стабилизатор постоянного -напряжения содержит измерительный узел 1, Ы регулирующих транзисторов 2,1-2,N, а также N эмиттерных резисторов 3,1-3,N и N базовых резисторов 4.1 - 4.N, транзисторную матрицу 5 из N выравнивающих транзисторов 6.1-6.N и токозадающий двухполюсник 7. Измерительно-усилительный узел 1 содержит источник 8 опорного напряжения, делитель 9 выходного напряжения и усилитель 10 сигнала рассогласования.

На схеме фиг.1 регулирующие транзисторы 2.-2,N подключены коллекторами к входному выводу 11, а эмиттерами через резисторы 3,1-3.N - к вы- ходному выводу 12, к которому подклр- чен дополнительный источник 13 питания, от которого питается источник 8 опорного напряжения, усилитель 10, а также коллекторная цепь согласующего транзистора 14. Двухполюсник 7 выполнен на резисторе 15 и подключен одним выводом к точке 16 объединения эмиттеров транзисторов матрицы 5, а другим выводом - к общему выводу стабилизатора 17. Элементы В, 10 и 14 входят в состав микросхемы 18,

На схеме фиг.2 регулирующие транзисторы 2.1-2.N подключены коллектосигнала рассогласования подключен к общей точке базовых резисторов 4.1 - 4.N. 2 ил.

рами к выходному выводу 19, а эмиттерами через эмиттерные резисторы 3.1-3,N - к входному выводу 20. В этой схеме в качестве двухполюсника 7 использованы резистор 21 и последовательный дополнительный источник 22 питания.

Стабилизатор по фиг.1 работает следуюи1им образом.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется сравнением части выходного напряжения на выходе делителя 9 с напряжением источника 8 опорного напряжения, усилением полученного сигнала рассогласования усилителем 10 и воздействием через согласующий транзистор 14 и резисторы 4.1-4,N

на базы транзисторов 2.1-2.N, сопротивление которых изменяется таким образом, чтобы уменьшить изменение выходного напряжения, вызванное возмущением.

В данной схеме ток с выхода согласующего транзистора 14 разветвляется на N ветвей, образованных резисторами 4.-4,N,ToK каждого резистора 4.1-4.N далее делится на две части:

часть втекает в базу соответствующего регулирующего транзистора 2,-2,N, другая часть протекает через переход коллектор-эмиттер соответствующего транзистора 6,1-6,N матрицы 5.Эмиттерные резисторы 3,1-3.N имеют одинаковые значения сопротивлений.

При отсутствии разброса параметров транзисторов токи через все резисторы 4.1-4.N одинаковы, токи через

все базы транзисторов 2.1-2.N одинаковы, коллекторные токи транзисторов 6.1-6,N тоже равны.

Если, например, транзистор 2.1 имеет минимальное напряжение база- эмиттер и максимальный коэффициент усиления тока, транзистор 2.2 - максимальное напряжение база-эмиттер и минимальный коэффициент усиления

тока, а тран: ис горы 2.3-2.N - проме- жуточи 1е значения этих параметров, то при таком сочетании параметров ток через транзистор 2.1 стремится к увеличению, ток через транзистор 2.2 - к уменьшению, что приводит к увеличению падения напряжения на резисторе 3.1 и уменьшению напряжения на резисторе 3.2.

В итоге на базу транзистора 6.1 поступает более высокое напряжение, а на базу транзистора 6.2 - более низкое, что приводит к увеличению коллекторного тока через транзистор 6.1 и к уменьшению тока через транзистор 6.2, из-за чего увеличивается падение напряжения на резисторе 4.1 и уменьшается напряжение на резисторе 4,2, что в свою очередь, приводит к уменьшению напряжения (и, следовательно, тока), поступающего на базу транзистора 2.1, и к увеличению напряжения (и тока), поступающего на базу транзистора 2.2.

Следовательно, схема препятствует увеличению тока коллектора транзистора 2.1 и уменьшению тока коллектора транзистора 2.2, т.е. неодинаковому делению токов через параллельные регулирующие транзисторы.

Реакция отдельных транзисторов 6.3-6.N зависит от того, к какому значению тока стремятся соответствующие им транзисторы 2.3-2.N, если к большему, чем среднее значение тока через один регулирующий транзистор, то токи соответствующих им транзисторов 6.3-6.N увеличиваются, увеличивая падения напряжения на соответствующих им резисторах 4.3-4,N, что приводит к уменьшению токов соответ- ,ствующих транзисторов 2.3-2.N. Те транзисторы 2,3-2.N, ток через которые стремится к меньшему току, чем вреднее значение, получают воздействие соответствующих им транзисторов D.3-6.N, препятствующее уменьшению их токов. Таким образом, осуществляется выравнивание токов транзисторов 2.1-2.N.

Неравномерность распределения токов между параллельными регулирующими транзисторами определяется неравномерностью напряжений на переходе база-эмиттер транзисторов 6.1-6.N, которая применением транзисторной матрицы, содержащей в одном корпусе

0

5

5

0

5

0

5

0

5

транзисторы, ипготонленные н течение одного технологического процесса и из одного исходного материала, сводится к очень небольшим значениям (порядка нескольких милливольт).

Резистор 15 выбран таким образом, чтобы ток через него был достаточен для компенсации наиболее неблагоприятного сочетания параметров тра 1зис- торов 2.1-2,N.

В схеме стабилизатора по фиг.1 используется дополнительный источник 13 питания, что способствует повышению экономичности стабилизатора из-за уменьшения минимально необходимого падения напряжения между входным 11 и выходным 12 выводами стабилизатора. При этом наличие резисторов 4.1-4.N не увеличивает потерь мощности в регулирующих транзисторах 2.1-2.N.

В качестве регулирующих транзисторов 2.1-2.N применены составные транзисторы. Резистор 15 в принципе может быть подключен не только к общему вьшоду стабилизатора 17, но и к любому дополнительному источнику питания, потенциал которого ниже потенциала выходного положительного вывода силовой шины стабилизатора 12.

В варианте схемы стабилизатора постоянного напряжения по фиг.2 регулирующие транзисторы 2.1-2.N проводимости типа п-р-п подключены коллекторами к выходному выводу 19, образуя стабилизатор отрицательного выходного напряжения. На этой схеме измерительно-усилительный узел 1 контура стабилизации выходного напряжения обеспечивает стабилизацию выходного напряжения, изменяя величину тока, вытекающего из выхода усилителя 10. Выравнивание токов транзисторов 2.1 - 2.N осуществляется аналогично рассмотренному для схемы по фиг.1.

Обе схемы экономичны, так как ввиду малости разницы напряжений перехода база-змиттер между транзисторами 6.1-6.N матрицы 5 (например, порядка 3 мВ) эмиттерные резисторы 3.1-3.N могут выбираться такими, чтобы падения напряжения на них, а следовательно, и потери мощности были бы небольшими (например, порядка 30 мВ при 10% неравномерности токов). Схемы стабилизаторов обладают высоким быстродействием при скачкообразном изменении тока нагрузки, так как вызванный возмущением сигнал рассогласования.

усиленный усилителем 10 постоянного тока и согласующим транзистором 14, прикладывается одновременно к базам всех регулирующих транзисторов 2,1 - 2,N, а двухполюсник 7 обеспечивает необходимый ток через транзисторы 6.1-6,N.

Предложенное устройство по сравнению с известным обеспечивает выравни- ванне токов регулирующих транзисторов не-только в статическом режиме, но и в динамическом режиме нри включнии стабилизатора или при скачкообраном увеличении тока нагрузки,

Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий N регулирующих транзисторов, соединенных параллельно между собой через эмиттерные и базовые резисторы и включенных коллекторРедактор В.Данко

Составитель В.Есин Техред В.Кадар

Заказ 4046/42Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4но-змиттерными цепями между входным и выходным выводами, усилитель сигнала рассогласования, выход которого связан с базами регулирующих транзисторов, а входы соединены с источником опорного напряжения и делителем выходного напряжения, N выравнивающих транзисторов, эмиттеры которых объединены, а коллекторы и базы подключены к базам и эмиттерам соответствующих регулирующих транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения выравнивания токов регулирующих транзисторов и в динамическом режиме, в него введен токозадаю- щий двухполюсник, подключенный к эмиттерам выравнивающих транзисторов а общая точка соединения базовых резисторов подключена к выходу усилителя сигнала рассогласования.

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения выравнивания токов регулирующих транзисторов в Динамическом режиме. Осуществлению цели способствует введение в схему устройства токозадающего // (Л 00 00 сл со СЛ СО