Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/569 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного эЛектропита- иия радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности стабилизации путем повышения эффективности защиты от перегрузки по току и мощности рассеяния.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения.

Стабилизатор постоянного напряже ,ния содержит первый 1, второй 2 и третий 3 МОП-транзисторы одного типа проводимости, четвертый 4, пятый 5

и шестой 6 МОП-транзисторы противоположного типа проводимости, первый стабилитрон 7, узел 8 задания статического режима, делитель 9 выходного напряжения, причем исток первого транзистора 1 подключен к общей шине, к катоду стабилитрона 7 и к общему выводу делителя 9, затвор - к выходу узла 8, а сток - к объединенным истокам транзисторов 2 и 3, затвор транзистора 3 соединен с выходом делителя 9, а затвор транзис- .тора 2 - с анодом первого стабилитрона 7 и со стоком транзистора 4, датвор которого объединен с выходом

1

Од

сд

4

СО

31467549

узла 8 и с затвором транзистора 5, исток которого соединен со стоком транзистора 3, с истоком транзистора 4 и со стоком транзистора 6, зат- вор которого соединен с объединенными стоками транзисторов 2 и 5, узел 8 включен мервду входной 10 и общей шинами, вход делителя 9 соединен с выходной шиной 11.

Стабилизатор содержит также седьмой 12, восьмой 13 и девятый 14 МОП- транзисторы с проводимостью, аналогичной транзистору t, десятый 15,

4S

W

S,

(5 16 L,5

Между затворами этих транзисторов подключены датчики перегрузки по выходному току (резистор 19) и рассеиваемой мощности (резистор 20). До тех пор, пока суммарное падение напряжений на этих датчиках меньше напряжения Л и,и , ток, протекающий через транзистор 14, больше тока, протекающего через другое плечо пов

i л %Лял Л ff J у Г -.- .- у ---

одиннадцатый 16 и двенадцатый 17 МОП- торителя тока (транзистор 13). Поэтранзисторы с проводимостью, аналогичной транзистору 4, второй стабилитрон 18, первый 19, второй 20 и третий 21 резисторы, причем истоки транзисторов 12-14 подключены к об- JQ щей шине, затворы транзисторов 13 и 14 соединены со стоком транзистора 14 и со стоком транзистора 15, исток которого объединен с истоком транзистора 16 и со стоком транзис- 25 тора 17, исток которого соединен с входной шиной 10 и через второй стабилитрон 18 и резистор 21 с затвором транзистора 15, сток транзистора 13 подключен к стоку транзистора 16 и Q к затвору транзистора 12, сток которого срединен с затвором транзистора 2, сток транзистора 6 через резистор 19 соединен с затвором транзистора 16 и с выходной шинЬй 11, а через резистор 20 - с затвором тран- 5 зистора 15.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Приращение напряжения на выходе через делитель 9 и усилитель сигнала рассогласования (транзисторы 1-3 и 5) передается на затвор регулирующего транзистора 6. Проводимость транзистора 6 меняется таким образом, чтобы скомпенсировать первоначальное изменение выходного напряжения. Транзисторы 15 и 16 выполнены с разными значениями отношений ширины их каналов W,y, W,6 к длинам этих каналов L и L,g , поэтому напряжения зат- во р-исток у них различны и отличаются на величину

тому транзистор 13 насыщен, а транзистор 12 закрыт. Как только ток нагрузки 1, достигнет значения, определяемого из выражения

1,ли

,,/R,,-C(U,,-U,,,rUc

)(R

1.0

-f-R,,, )/(R,

, +R.Q RT. )Rj

49

zi

I,, УЛ

(2)

токи в плечах повторителя тока (тра зисторы 13 и 14) сравниваются, поте циал затвор-исток транзистора 12 резко увеличивается и транзистор 12 шунтирует стабилитрон 7, что приводит к запиранию регулирующего транзистора 6. В выражении (2) Ug, ъы напряжение на входе и выходе стабилизатора; и - напряжение стабилизации стабилитрона 7; , если (UBY UBbix)-U-,5 С О, если (U, -

40

45

5Q

UBb,x)6UcT.

Таким образом, пр сравнению с из вестным предложенный стабилизатор имеет более высокую надежность за счет того, что порог срабатывания защиты, определяемый разностью напряжений затвор-исток пары транзисторов дифференциального каскада, не зависит ни от характеристического тока, ни от статического тока этих транзисторов.

Формула изобретени

Стабилизатор постоянного напряж ния, содержащий первый, второй и третий МОП-транзисторы одного типа проводимости и четвертый, пятый и шестой МОП-транзисторы противополо ного типа проводимости, первый ста билитрон, узел задания статическог режима, делитель выходного напряже ния , причем исток первого транзист ра подключен к общей шине, к катод первого стабилитрона и к общему вы

ди,,../8,е ,

(1)

где m - технический коэффициент; cf -.температурный потенциал;

4S

W

S,

(5 16 L,5

Между затворами этих транзисторов подключены датчики перегрузки по выходному току (резистор 19) и рассеиваемой мощности (резистор 20). До тех пор, пока суммарное падение напряжений на этих датчиках меньше напряжения Л и,и , ток, протекающий через транзистор 14, больше тока, протекающего через другое плечо пов ---

торителя тока (транзистор 13). Поэторителя тока (транзистор 13). Поэтому транзистор 13 насыщен, а транзистор 12 закрыт. Как только ток нагрузки 1, достигнет значения, определяемого из выражения

1,ли

,,/R,,-C(U,,-U,,,rUc

)(R

1.0

-f-R,,, )/(R,

, +R.Q RT. )Rj

49

zi

I,, УЛ

токи в плечах повторителя тока (транзисторы 13 и 14) сравниваются, потенциал затвор-исток транзистора 12 резко увеличивается и транзистор 12 шунтирует стабилитрон 7, что приводит к запиранию регулирующего транзистора 6. В выражении (2) Ug, ъыГ напряжение на входе и выходе стабилизатора; и - напряжение стабилизации стабилитрона 7; , если (UBY UBbix)-U-,5 С О, если (U, -

UBb,x)6UcT.

Таким образом, пр сравнению с известным предложенный стабилизатор имеет более высокую надежность за счет того, что порог срабатывания защиты, определяемый разностью напряжений затвор-исток пары транзисторов дифференциального каскада, не зависит ни от характеристического тока, ни от статического тока этих транзисторов.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый, второй и третий МОП-транзисторы одного типа проводимости и четвертый, пятый и шестой МОП-транзисторы противоположного типа проводимости, первый стабилитрон, узел задания статического режима, делитель выходного напряжения , причем исток первого транзистора подключен к общей шине, к катоду первого стабилитрона и к общему выводу делителя, затвор - к выходу узла задания статического режима, а сток - к объединенным истокам второго и третьего транзисторов, затвор третьего транзистора соединен с выходом делителя, затвор второго транзистора - с анодом первого стабилитрона и со стоком четвертого транзистора, затвор которого объединен с выходом узла задания статического режима и с затвором пятого транзистора, исток которого соединен со стоком третьего транзистора, с истоком четвертого транзистора и с истоком шестого транзистора, затвор которого соединен с объединенными стоками второго и пятого транзисторов, узел задания статического режима подключен между входной и общей шинами, вход делителя соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что, с-целью повьшения надежности путем повышения эффективности защиты от перегрузки по току и мощности рассеяния, в него введены седьмой восьмой, девятый и десятый МОП-транзисторы с проводимостью, аналогичной

,

10

/

первому транзистору, и десятый, одиннадцатый и двенадцатый МОП-транзис- торы с проводимостью, аналогичной четвертому транзистору, второй стабилитрон, три резистора, причем истоки седьмого, восьмого и девятого транзисторов подключены к общей шине, затворы восьмого и девятого транзисторов соединены со стоком девятого транзистора и со стоком десятого транзистора, исток которого объеди- иен с истоком одиннадцатого транзистора и-со стоком двенадцатого транзистора, исток которого объединен с входной шиной и через второй стабилитрон и первый резистор соединен с затвором десятого транзистора, сток восьмого транзистора подключен к стоку одиннадцатого транзистора .и к затвору седьмого транзистора, сток которого соединен с затвором второго транзистора, сток шестого транзистора через второй резистор 25 соединен с затвором одиннадцатого транзистора и с выходной шиной, а через третий резистор - с затвором десятого транзистора.

15

20

Изобретение бтносится к электротехнике и может найти пр}{менение в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повьппение надежности путем повьипения эффективности защиты от перегрузки по току и мощности рассеяния.- Устр-во содержит первый, второй и третий МОП-транзисторы, четвертый, пятый и шестой дополняющие МОП-транзисторы, первый стабилитрон, узел задания статического режима, делитель выходного напряжения, седьмой, восьмой и девятый МОП-транзисторы, десятый, одиннадцатый и двенадцатый дополняющие МОП-транзисторы, второй стабилитрон, первый, второй и третий резисторы. Цель достигается путем введения узла защиты от перегрузки по току и рассеиваемой, мощности. Целесообразно: изготовление устр-ва по полупроводниковой интегральной технологии, что позволяет минимизировать его габариты и вес. 1 ил. Q S (Л