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

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

Целью изобретения является повышение надежности путем предотвращения перегрева стабилизатора.

Схема стабилизатора постоянного напряжения приведена на чертеже.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, включающий в себя первый 2 и второй 3 транзисторы, дифференциальный уси-, литель 4 сигнала рассогласования, источник 5 опорного напряжения, делитель 6 выходного напряжения, третий транзистор 7, источник 8 опорного тока, четвертый - девятый транзисторы 9 - 14 и первый - третий резисторы 15 - 17. Коллектор транзистора 2 соединен с входным выводом 18 стабилизатора и истоком транзистора 3, его база подключена к стоку транзистора 3, а эмиттер соединен с выходным выводом 19 стабилизатора и через делитель 6 связан с общей шиной 20 и истоком транзистора 7. Выход усилителя 4 соединен с затвором транзистора 3, его первый вход соединен с выходом делит еля 6, второй вход через источник 5 опорного напряжения связан с обрдей шиной 20, а дополнительный вход соединен со стоком транзистора 7, затвор которого соединен с вьшо- дом 21 выключения стабилизатора внешним сигналом. Коллектор транзистора 9 соединен с истоками транзисторов 10, 11 и 3, его эмиттер соединен с затворами транзисторов 12, 13, 14, со стоком транзистора 12 и через резистор 15 связан с общей шиной 20 и с истоками транзисторов 12, 13, 14, а база .соединена со стоком транзистора 10 и через резистор 16 связана с затвором транзистора 14, сток которого соединен со стоком транзистора 7, сток транзистора 13 через резистор 17 подключен к затворам транзисторов 10 и 11 и к стоку транзистора 11, который через источник 8 опорного тока связан с общей шиной. Стабилизатор выполнен на КМОП полупроводниковой технологии.

Стабилизатор постоянного напряжения работает еледуюш 1М образом. При изменении выходного напряжени сигнал рассогласования через делитель 6 поступает на затвор транзисто0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ра 3. При этом появляется приращение эмиттерного тока транзистора 2, которое компенсирует первоначальное изменение выходного напряжения.

При необходимости выключения стабилизатора внешним сигналом положительное напряжение подается, на затвор транзистора 7, в результате появляется сигнал на дополнительном входе усилителя 4, что приводит к обесточи- ванию регулирующего элемента I стабилизатора.

Элементы 8-17 позволяют предотвратить перегрев кристалла стабили-затора. В качестве температурночувстви- . тельного элемента используется переход эмиттер - база транзистора 9. В диапазоне рабочих температур стабилизатора транзисторы 9, 12, 13, 14 практически обесточены и не влияют на работу устройства. При достижении стабилизатором предельной температуры транзистор 9 входит в активньй режим, появляются токи в его эмиттер- ном и коллекторном цепях, значительно возрастает- падение напряжения на резисторе 15, возникают токи в цепях стоков и истоков транзисторов 12, 13, 14, что приводит к появлению сигнала на дополнительном входе усилителя 4. При этом обесточивается регулирующий элемент 1 стабил.изатора.

Элементы 13 и 17 создают гистерезис в температурной характеристике цепи защиты. Действительно, предположим, что при возрастании температуры кристалла интегрального стабилизатора до предельного значения, транзистор 9, а далее и транзисторы 12, 13 и 14 выходят из обесточенного состояния. При этом появляется ток стока транзистора 13, возрастают токи стоков и истоков транзисторов10, 11, 12 и эмиттерный и коллекторный токи транзистора 9, что приводит к дальнейшему увеличиванию тока стока транзистора 13. Этот процесс развивается до тех пор, пока ток стока транзистора 13 не будет ограничен резистором 17. Если теперь температура кристалла начнет уменьшаться, то транзисторы 9, 12, 13, 14 обесточатся поскольку в диапазоне температур Т„ Т Т цепь 13, 17 удерживает регулирующий элемент 1 стабилизатора в обесточенном состоянии. Сопротивления резисторов 15, 16, 17 и параметры транзисторов 9 - 14 выбираются таким образом.

чтобы величина температурного гистерезиса Т Т - Т составляла 10 - 30°С. В этом случае удается предотвратить низкочастотную теплоэлектри- ческую генерацию стабилизатора, обусловленную периодическим включением- отключением стабилизатора при температурах кристалла, близких к предельным.

Особенности схемотехнического построения стабилизатора обусловлены органичителями КМОД полупроводниковой технологии, в рамках которой удается реализовать биполярные п-р-п- транзисторы, если их коллекторы связаны с наибольшим положительным потенциалом микросхем.

Таким образом, в данном стабилизаторе по сравнению с прототипом исключается возможность его перегрева, что значительно повьшает надежность стабилизатора.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, выполненный на первом и втором транзисторах, дифференциальный усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, делитель выходного напряжения, третий транзистор, причем коллектор первого транзистора соединен с входным вьтодом и с истоком второго транзистора, база подклю-

Редактор М. Циткина Заказ 5566/48

Составитель В. Есин Техред М.Ходанич

Корректор М. Ш

Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

0

5

чена к стоку второго транзистора, а эмиттер соединен с выходным выводом, выход усилителя соединен с затвором второго транзистора, первый вход - с выходом делителя выходного напряжения , второй вход через источник опорного напряжения связан с общей шнной, а дополнительный вход соединен со стоком третьего транзистора, исток которого соединен с общей шиной, а затвор - с выводом для подключения внешнего сигнала выключения, о т л чающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем предотвращения перегрева стабилизатора, в не-: го введены источник опорного тока, шесть транзисторов и три резистора, причем коллектор четвертого транзистора соединен с истоками пятого, шестого и второго транзисторов, эмиттер с затворами седьмого, восьмого и девятого транзисторов - со стоком седьмого транзистора и через первый ре5 зистор с общей шиной и с истоками седьмого, восьмого и девятого транзисторов, а база - со стоком пятого транзистора и через второй резистор - с затвором девятого транзистора, сток которого соединен со стоком третьего транзистора, сток восьмого транзистора через третий резистор подключен к затворам пятого и шестого транзисторов и к стоку шестого транзистора, который через источник

5 опорного тока соединен с общей шиной.

0

0

Корректор М. Шароши

Изобретение ртносится к электротехнике и может быть испольэовайо для электропитания радиоаппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности путем предотвращения перегрева устр-ва. Источник 8 опорного напряжения, шесть транзисторов 9 - 14 и три резистора 15 - 17 позволяют предотвратить перегрев кристалла стабилизатора. В качестве температурно- чувствительного элемента использован переход эмиттер - база транзистора 9. При достижении устр-вом предельной температуры на дополнительном входе дифференциального усилителя 4 сигнала рассогласования появляется сигнал. Регулирующий элемент 1 обесточивает-, ся. Транзистор 13 и резистор 17 создают гистерезис в температурной х-ке цепи защиты. 1 ил. Г с S W о