ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1966 года по МПК G05F1/56 

В известных полупроводинковых стабнлйзаторах, содержащих термокомненсировапный источник опорного напряжения, триод предварительного усиления, маломощный триод нрозодимости п - р - л-типа и составной регулирующий триод, включенный последовательно с нагрузкой, смена знака главной обратной связи с отрицательного, необходимого для стабилизации в рабочем режиме, на положительный, необходимый для возникновения релаксационного скачка из рабочего режима в состояние «выключено при перегрузках, и переход схемы в триггерную конфигурацию осуществляется за счет насыщения силового триода при увеличении тока пагрузки и падения напряжения на внутреннем сопротивлении основного питающего источника. Нагрузочные характеристики таких стабилизаторов имеют участок релаксационного выключения, однако отличаются значительной величиной и отсутствием четкого ограничения максимального тока нагрузки, зависимостью начала регенеративного участка от уровня входного напряжения и мощности питающего источника. Кроме того, при коротких замыканиях перегрузке по напряжению подвергаются все триоды, в том числе и маломощные, в результате снижается верхняя граница выходных напряжений. В предлагаемом стабилизаторе положительпый полюс источинка опорного напряжения и эмиттер триода предварнтельиого усилеиия присоединены к отр1щательиой выходной клемме, а маломощный триод проводимости я - р - /г-типа подключен к термокомпенсированному источнику опорного напряжения, что повыщает его надежность и стабильность.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 даны нагрузочные характеристики стабилизатора.

Схема содержит составной регулирующий триод, питаемый от входного напряжения Ll, термокомпенсированный источник опорного напряжения (диоды ), питаемый от вспомогательного напряжения, предварительный усилитель на трнодах Т и Т.

Разностный сигнал ошнбки подается на базу триода TI с делителя Ri-Rs- Начальный ток триода Ti задается напряженнем Uag и сопротивлением Rs, начальные токи триодов TZ, TS - напряжением L и сопротнвлениями 4, Ra. Триоды 7, Т-2 работают усилителями с общим эмиттером при пониженном коллекторном нанряжении. На усилительные свойства этих триодов в режиме нормальной стабилизации снижение коллекторного напряжения практически не сказывается. Триоды Гз и Т образуют составной регулирующий триод.

Кривая 1 (фиг. 2) соответствует стабилизаторам, в которых переход схемы в триггериую конфигурацию осуществляется за счет насыщения силового триода. Кривая 2 соответствует предлагаемому стабилизатору.

Указанное взаимное включение элементов схемы позволяет совместить в иекоторых из них по нескольку функций одновременно. Так диоды Mi-Mi, помимо основной функции термокомпенсироваиного опорного источника, обеспечивают оптимальное питание предварительных каскадов (задаются начальные рабочие токи при малой потере усиления, облегченных режимах и практически нулевой вероятности выхода нз строя в случае короткого замыкания). Эти дноды вместе с триодами и сопротиБлеиием RQ принимают участие в формировании оптимальной нагрузочной характеристики стабилизатора (кривая 2 на фпг. 2). G уменьшением сопротивления нагрузки ток нагрузки возрастает до некоторого небольшого порогового значения /„. Это ограничение тока обусловлено насыщением триода Г2, сменой знака коэффициента обратной связи на положительный. Сопротивление RU служит для уменьшения разброса тока /„, обусловленного разбросом входных характеристик триодов Гз и Ti при смене триодов. Кроме того, сопротивление Re нозволяет осуществить компенсацию нагрузочной характеристики в режиме стабилизации (горизонтальный начальный участок нагрузочной характеристики). Введением комненсирующей прямой связи по току посредством сопротивления Rj изменения выходного напряжения с изменением тока нагрузки могут быть уменьшены до нуля.

При дальнейшем уменьшении сопротивления выходное напряжение начинает падать при постоянном токе нагрузки (вертикальный участок кривой 2), но быстро уменьшающемся токе диодов Д2-Д. Одновременно возрастаетдифференциальное сопротивление диодов и коэффициент положительной обратной связи, а напряжение U падает, вызывая некоторое уменьшение тока /„ .

При достижении порогового напряжения f/,, , ноддающегося преднамеренной регулировке, коэффициент ноложительной связи достигает единицы, и схема скачком нереходит в состояние «выключено с малым остаточным током /1. В этом состоянии схема остается до вмешательства онератора или до ликвидации короткого замыкания. Подбором параметров деталей можно регулировать и величину остаточного тока. Поскольку порог ограиичения тока нагрузки не завнсит от уровня сети, мощности силового вынрямителя и номинала выходного напряжения, повысились наден ность и качество стабилизации, маломощные каскады работают в облегченных стационарных режимах,

не зависящих от номинала выходного напряжения, уровня сети и не подвергаются перегрузкам при коротких замыканиях, легко осуществляется повышение точности схемы путем использования балансных каскадов и

нрямых компенсирующих связей по возмущениям.

Предмет изобретения

Полупроводниковый стабилизатор постоянного иапряжения, содержащий термокомпенсированный источник опорного напряжения, триод предварительного усиления, маломощный триод проводимости га - р - и-типа и составной регулирующий триод, включенный последовательно с нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и стабильности, положительный полюс источника опорного напряжения и эмиттер триода предварительного усиления присоединены к отрицательной выходной клемме, а маломощный триод проводимости II - р -/г-типа подключен к термокомпенсированному источнику опорного напряжения.

Л

- fir -

4-

/.

т;

. /

IH

fvs.2