Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известны стабилизаторы, содержащие регулирующий транзистор, усилитель сигнала рассогласования, делитель напряжения и источник опорного напряжения.

Недостатком этих устройств является относительно большое токопотребление в области малых токов нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами устройства, делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, токостабилизирующий двухполюсник, первый, второй и третий транзисторы, первый повторитель тока и источник опорного напряжения. Вывод питания первого повторителя тока соединен с общей шиной, вход подключен к коллектору первого транзистора, а выход соединен с базой

третьего транзистора и первым выводом то- костабилизирующего двухполюсника. База первого транзистора соединена с источником опорного напряжения, эмиттер объединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с общей шиной, а база -с выходом делителя напряжения.

Недостаткрм этого устройства является сравнительно большой ток потребления при малых значениях тока нагрузки.

Цель изобретения - повышение КПД путем снижения токопотребления.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами устройства, делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, токостабилизирующий двухполюсник, первый, второй и третий транзисторы, первый повторитель тока, источник опорного напряжения, причем вывод питания первого повторителя тока соединен с общей шиной, вход связан с коллектором

со С

х| со XI

4Ь

СО О

первого транзистора, а выход соединен с базой третьего транзистора и первым выводом токостабилизирующего двухполюсника, база пергю о транзистора связана с источником опорного напряжения, эмиттер объединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которою соединен с общей шиной, а база - с выходом делителя напряжения, введены второй повторитель тока и четвертый транзистор, при этом эмиттер третьего транзистора соелиненсобщей шиной коллектор-с базой четвертого транзистора, коллектор которого подключен к эммперу первого и второго транзисторов, а эм-.шер объединен с управляющем входом регулирующего элемента и подключен к выходу второго повторителя тока, вход которого соединен с вторым выводом токостабилизирующего двухполюсника, а вывод пит ания - с входным выводом устройства.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит регулирующий элемент 1, включенный между входным и выходным выводами устройства, делитель 2 напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, двухполюсник 3, транзисторы 4. 5 и 6. Повторитель 7 тока соединен с общей шиной, вход связан с коллектором транзистора 5, выход соединен с бнзои транзистора 4 и первым выводом двухполюсника 3, база транзистора 5 свлз&на с источником 8 опорного напряжения, эмиттер объединен с эмиттеров транзистора б, коллектор которого соединен с общей шиной, а база - с выходом делителя напряжения. Устройство содержит также повторитель 10 тока и транзистор 9. Эмиттер транзистора 4 соединен с общей шиной, коллектор - с базой транзистора 9, коплектор которого подключен к эмиттерам транзисторов 5 м 6. а эмиттер объединен с управляющим входом регулирующего элемента 1 и подключен к выходу повторителя 10 тока, вход которого соединен с вторым выводом двухпопюсникз 3, а вывод питания - с входным выводом устройства.

Устройство работает следующим образом.

При снижении выходного напряжения, например вследствие увеличения тока нагрузки, приоткрывается транзистор 6, транзистор 5 прикрывается, при этом приоткрываются транзисторы 4 и 9, увеличивая ток управляющего вывода регулирующего элемента 1. Ток через регулирующий элемент увеличивается, компенсируя возникшее возмущение.

Из анализа схемы видно, что при отсутствии тока нагрузки ток потребления схемы оавен

Inorp l3+ IK9 + дел,

где з ток двухполюсника 3;

IKQ - ток коллектора транзистора 9;

дел -ток делителя 2 напряжения. В подавляющем большинстве случаев

током делителя 2 можно пренебречь:

потр I3+ IK9 «313.

При этом максимальный ток нагрузки можно определить

кМакс ЧзКи(л21эМг.21э(9)-2).

где Ки - коэффициент усиления тока регулирующего элемента 1;

П21 - коэффициент передачи тока N-ro транзистора,

5 Предположим, что ток двухполюсника 3 равен 100 мкА, тогда максимальный ток нагрузки при реальных коэффициентах передачи тока равен

lkMaKC l3Kil(h2l3(4)h213r)-2)

х 10 х100 (10x100-2) 9,96 (А).

В то же время у известного устройства при тех же условиях максимальный ток нагрузки не может превышать 100 мА, а для получения максимального тока нагрузки 10 А ток

5 потребления известного устройства должен увеличиться до 30 мА.

Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения сохраняет такие достоинства известного устройства, как малое выходное

0 сопротивление схемы и высокое сопротивле- нме входа огюрпого напряжения.

Таким образом, предлагаамое устройство позволяет на один-дю порядка снизить ток потребления по сравнению с известным

5 стабилизатором в области малых токов нагрузки.

Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент,

0 включенный между входным и выходным выводами, делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, токостабилизирующий двухполюсник, первый, второй и третий транзисторы, пер5 вый повторитель тока, источник опорного напряжения, причем вывод питания первого повторителя тока соединен с общей шиной, вход подключен к коллектору первого транзистора, а выход соединен с базой третьего

0 транзистора и первым выводом токостабилизирующего двухполюсника, база первого транзистора соединена с источником опорного напряжения, эмиттер объединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого

5 соединен с общей шиной, а база - с выходом делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения токопотребления, в него ведены второй повторитель тока и четвертый транзистор, при этом эмиттер третьего транзисто а соединен с общей шиной, коллектор - с базой четвертого транзистора, коллектор которого подключен к эмиттерам первого и второго транзисторов, а эмиттер

рующего элемента и подключен к выходу второго повторителя тока, вход которого соединен с вторым выводом токостабилизиру- ющего двухполюсника, а вывод питания - с

Область использования: в источниках вторичного электропитания с высоким КПД. Сущность изобретения: устройство содержит регулирующий элемент, делитель напряжения, источник опорного напряжения, два повторителя тока, токостабилизирующий двухполюсник и четыре транзистора. Введение в устройство второго повторителя тока и четвертого транзистора позволяет на один- два порядка снизить ток потребления устройства в области малых токов нагрузки. 1 ил.

объединен с управляющим входом регули- 5 входным выводом.

д