Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК G05F1/613 

СО

С

Использование: в качестве источника вторичного электропитания большой точности. Сущности изобретения: уст-во построено по схеме параллельного компенсационного стабилизатора постоянного напряжения, в котором в цепи регулирующего транзистора включен компенсирующий резистор. Ограничительный резистор, включенный в цепь опорного стабилитрона, свободным выводом подключен к точке соединения регулирующего транзистора с компенсирующим резистором. При этом при изменениях выходного напряжения напряжение на опорном стабилитроне меняется в противофазе. Это улучшает качество выходного напряжения и повышается также устойчивость работы устр-ва. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проекти- ровании источников вторичного электропитания.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, в которых регулирующий транзистор включен параллельно нагрузке.

В одном из известных стабилизаторов управление регулирующим транзистором осуществляется с помощью усилителя -обратной связи, выполненного на транзисторе.

Недостатком данного стабилизатора является низкое качество выходного напряжения.

В другом известном стабилизаторе качество выходного напряжения улучшено путем введения в силовую цепь токоограничивающего двухполюсника. Однако такое техническое решение значительно усложняет схему.

Из известных стабилизаторов наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий балластный резистор, включенный в одну из силовых шин между входным и выходным выводами, цепочку из последовательно соединенных регулирующего транзистора и компенсирующего резистора, включенную между выходным выводом и общей силовой шиной, и усилитель обратной связи на операционном усилителе, выход которого соединен с цепью управляющего входа регулирующего транзистора, инвертирующий вход - с выходом делителя выходного напряжения, а неинвертирующий вход через опорный стабилит- рон - с общей силовой шиной и непосредственно - с одним из выводов ограничительного резистора.

vi

V4 Ю ч О 00

В данном стабилизаторе нестабильность выходного напряжения снижена путем воздействия цепи регулирующего транзистора на цепь измерительного делителя выходного напряжения. Однако существенными недостатками известного низковольтного стабилизатора постоянного напряжения являются невысокое качество выходного напряжения и низкая устойчивость. Эти недостатки объясняются нелинейной характеристикой входной цепи усилителя обратной связи и дополнительной связью измерительного делителя выходного напряжения с цепью регулирующего транзистора.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения с одновременным повышением устойчивости работы.

Это достигается тем, что в низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий балластный резистор, включенный в одну из силовых шин между входным и выходным выводами, цепочку из последовательно соединенных регулирующего транзистора и компенсирующего резистора, включенную между выходным выводом и общей силовой шиной, и усилитель обратной связи на операционном усилителе, выход которого соединен с цепью управляющего входа регулирующего транзистора, инвертирующий вход - с выходом делителя выходного напряжения, а иеин- вертирующий вход через опорный стабилитрон - с общей силовой шиной и непосредственно - с одним из выводов ог- раг.ичительного резистора, введен согласующий транзистор, цепь вход-выход которого включена о цепь управляющего входа регулирующего транзистора, а второй вывод ограничительного резистора подключен к точке соединения ре|улирующего транзистора с компенсирующим резистором.

При изменении выходного напряжения, вызванном колебанием питающего напряжения или нагрузки, в противофазе меняется напряжение ni-паниг, опорного стабилитрона, качество выходного напряжения повышается.

Проведенный анализ патентной и научно-технической литературы не выявил аналогичных технических решений.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого низковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Предлагаемый низкосольтный стабилизатор постоянного напряжения содержит входной 1 и выходной 2 выводы, общую силовую шину 0, балластный резистор 4, регулирующий транзистор 5, компенсирующий резистор 6, согласующий транзистор 7, усилитель обратной связи 8, делитель 9 выходного напряжения, опорный стабилитрон 10

и ограничительный резистор 11.

Балластный резистор 4 включен в силовой цепи между входным 1 и выходным 2 выводами. Цепь из последовательно соединенных компенсирующего резистора б и ре0 гулирующего элемента 5 включена соответственно между выходным выводом 2 и общей силовой шиной 3, Выход усилителя обратной связи 8 через согласующий транзистор 7 подключен к управляющему входу

5 регулирующего транзистора 5, инвертирующий вход его соединен с выходом делителя 9 выходного напряжения, неинвертирующий вход через опорный стабилитрон 10 связан с общей силовой шиной 3, а через

0 ограничительный резистор 11 подключен к точке соединения компенсирующего резистора 6 и регулирующего транзистора Б.

Предлагаемый низковольтный стабилизатор постоянного напряжения работает

5 следующим образом. При колебании питающего напряжения или нагрузки под воздействием усилителя обратной связи 8 проводимость регулирующего транзистора 5 изменяется таким образом, что падение

0 напряжения на балластном резисторе 4 компенсирует изменение входного напряжения, а выходное напряжение изменяется незначительно.

Одновременно с изменением входного

5 напряжения в противофазе изменяется напряжение в точке соединения компенсирующего резистора б с регулирующим транзистором 5, следовательно и напряже- ние на опорном стабилитроне 10, чтоприво0 дит к меньшему изменению выходного напряжения, т.е. к повышению его качества. Например, при повышении питающего напряжения увеличивается ток, протекающий по цепи регулирующего транзистора 5, на

5 величину, обеспечивающую такое повышение падения напряжения на балластном резисторе 4, чтобы выходное напряжение изменилось в малой степени. Указанное увеличение тока приводит к снижению на50 пряжения на коллекторе регулирующего транзистора 5, которое питает цепь опорного стабилитрона 10,

В результате снижается напряжение опорного стабилитрона 10, увеличение вы55 ходного напряжения стабилизатора, вызванное повышением питающего напряжения, компенсируется в большей степени. В случае увеличения тока нагрузки еыходное напряжение уменьшается незна- чительно за счет снижения тока регулирующего транзистора 5 и соответственно уменьшения падения напряжения на балластном резисторе 4, При этом напряжение на коллекторе регулирующего транзистора 5 увеличивается, увеличивается напряжение опорного стабилитрона 10, снижение выходного напряжения компенсируется в большей степени.

Таким образом предложенное техническое решение, заключающееся в воз- действии цепи регулирующего транзистора 5 на напряжение опорного стабилитрона 10, вызывает линейное изменение выходного напряжения при дестабилизирующих факторах, что обеспечивает повышение качества выходного напряжения. При этом повышается и устойчивость работы стабилизатора за счет исключения дополнительной связи цепи измерительно- го делителя выходного напряжения 9.

Экспериментальные исследования подтвердили преиму щества предложенного технического решения. По сравнению с про- тотипом в 2 раза снижены нестабильность и пульсации выходного напряжения.

-0

Формула изобретения Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий балластный резистор, включенный в одну из силовых шин между входным и выходным выводами, цепочку из последовательно соединенных регулирующего транзистора и компенсирующего резистора, включенную между выходным выводом и общей силовой шиной, и усилитель обратной связи на операционном усилителе, выход которого соединен с цепью управляющего входа регулирующего транзистора, инвертирующий вход - с выходом делителя выходного напряжения, а неинвертирующий вход через опорный стабилитрон - с общей силовой шиной и непосредственно - с одним из выводов ограничительного резистора, отличаю щи й- с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения с одновременным повышением устойчивости работы, в него введен согласующий транзистор, цепь, вход - выход которой включена в цепь управляюще - го входа регулирующего транзистора, а второй вывод ограничительного резистора подключен к точке соединения регулирующего транзистора с компенсирующим резистором.

У&х

о