РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1969 года по МПК H02P9/30 

Известны регуляторы напряжения, например для генераторов постоянного тока, в которых регулирующий орган выпол«ен в виде составного транзистора, а измерительный элемент из делителя напряжения, стабилитрона и управляющего транзистора. Но в этих регуляторах силовой транзистор, являющийся частью составного транзистора, имеет низкую тепловую устойчивость при повышенных температурах окружающей среды, и в них кроме того, не обеспечивается четкий режим переключения транзистора.

Предложенный регулятор отличается от известных тем, что в нем параллельно эммитерно-базовой цепи одного из транзисторов регулирующего органа включен эмиттерно-коллекторный переход дополнительного транзистора, база которого через стабилитрон и сопротивление соединена с коллектором другого транзистора регулирующего органа. Такое выполнение регулятора позволяет повысить его надежность в работе.

На чертеже дана принципиальная схема предложенного регулятора.

Описываемый регулятор состоит из измерительного и регулирующего органов; сопротивления обратной связи i, задающего релейность и частоту переключения транзисторов; сопротивлений R2-К, Re, обеспечивающих нормальный ключевой режим транзисторов.

диодов Ml и Д2 и сопротивлений Rr, и RK для активного запирания компонентов составного транзистора, диода Д, предназначенного для уменьшения перенапряжений на коллекторе силового транзистора и дополнительного транзистора Гь сопротивлений R-;, Rg и стабилитрона Д4, используемых для увеличения термоустойчивости, фронтов запирающихся импульсов и состоянии насыщения силового

транзистора.

Измерительный орган состоит из делителя напряжения на сопротивлениях Rg и Rw, опорного элемента - стабилитрона До и управляющего транзистора 72Регулирующий орган выполнен в виде составного транзистора, образованного из двух транзисторов Гз и , причем транзистор Гд включен непосредственно в цепь возбуждения, а промежуточный транзистор Гд переходом

эмиттер-коллектор включен в цепь базы силового транзистора.

Регулятор работает следующим образом. По мере увеличения оборотов возрастает напряжение генератора. При этом стабилитрон

Дб закрыт и, следовательно, закрыт управляющий транзистор TZ измерительного органа и открыт составной транзистор. По обмотке возбуждения протекает ток возбуждения, и генератор самовозбуи дается. Возрастающее наненный на сопротивлениях Rg-Rw, прикладывается к стабилитрону Дв. При достижении напряжения определенной величины стабилитрон До пробивается, управляющий траизистор Т-2 открывается, подавая положительный потенциал на базу промежуточного транзистора r,.j, который, закрываясь, переводит в состояние отсечки силовой тр анзистор Т. Ток возбуждения, а следовательно, и напряжение генератора начинают уменьшаться, в результате чего стабилитрон До и управляющий транзистор ТУ, закрываются. Далее процесс повторяется. Напряжение регулируется как и в обычном в.ибрациолном регуляторе за счет изменения соотношения времени открытого и закрытого состояния составного транзистора.

Описываемая схема обладает повышенной надежностью работы при высоких температурах окружающей среды, вследствие того, что управляющий транзистор- кремниевый и работает нрИ малых токах .и напряжениях, а триоды составного транзистора активно запираются в состоянии отсечки: триод Г - за счет падения ца диоде Дх от тока по цепи смещения через сонротивление Rr,, а триод - за счет падеиия напряжения на диоде Д-2 от тока но цепи смещения через сопротивление Ra.

Использование вместо сопротивления .между ПОЛЮСОМ схемы и базой силового транзчстора дополнительного транзистора Tj, который в состоянии отсечки силового транзистора 4 открыт и .представляет собой весьма малое сопротивление, а в состоянии насыщения силового транзистора закрыт и представляет бесконечно большое сопротивление регулятора, позволяет значительно повысить ее термоустойчивость. Цепь базы указанного транзистора включена через стабилитрон Д4, и сопротргвление Rs па коллектор промежуточного транзистора Т. Такое включение цепи базы транзистора Т- не случайно. Если бы цепь базы дополнительного транзистора Т была бы непосредственно связана с базой или эмиттером управляющего транзистора TZ, то форма запирающего импульса на электродах эмиттер-база силового транзистора была бы не четкой и не прямоугольной, а с завалом. И тогда фронты импульсов тока и напряжения на коллекторе имели бы значительную длительность, а на силовом транзисторе рассеивалась бы довольно значительная мощность. Это объясняется тем, что управляющий транзистор TZ открывается согласно своей входной вольт-амперной характеристике. При

непосредственной связи входа и выхода регулятора искажения, имеющиеся во входной цепи, иередавались бы на выход. При включении цени базы дополнительного транзистора Т ла коллекторе транзистора Гз этот дефект исчезает, так как непосредственная связь входа н выхода отсутствует, дополнительный транзистор TI открывается и входит в режим насыщения только после закрытия транзистора Т. В качестве транзистора Т целесообразно

использовать кремниевый транзистор.

Таким образом, применение дополнительного транзистора, цепь эмиттер-коллектор которого шунтирует входную цепь силового транзистора Т, а цепь базы через стабилитрон Дз

и сопротивление Rs соединена с коллектором транзистора Гд, повышает термоустойчивость схемы, улучшает форму фронтов запирающих импульсов силового транзистора Т, улучшает состояние насыщения силового транзистора.

Предмет изобретения

Регулятор напряжения, например, для генераторов постоянного тока, содержащий регулирующий орган, выполненный в виде составного транзистора, и измерительный элемент, выполненный в виде делителя нанряжения, стабилитрона и управляющего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения

надежности регулятора, параллельно эмиттерно-базовой цепи одного из транзисторов регулирующего органа включен эмиттерно-коллекторный переход дополнительного транзистора, база которого через стабилитрон и сопротивление соединена с коллектором другого транзистора регулирующего органа.