Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1976 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к электропитающим устройствам и может быть использовано в блоках питания радиоаппаратуры, электронных вычислительных машин и других объектов.. „

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие основной источник питания, через регулирующий орган и фильтр подключенный к выходу, измерительный орган, выполненный по схеме дифференциального усилителя на транзисторах, базы которых подключены соответственно к источнику опорного напряжения и резистивному делителю выходного напряжения, транзисторы подавления выбросов выходного напряжения, эмиттер - коллекторные переходы которых включены последовательно с ограничительными резисторами и дополнительным источником питания, один из полюсов которого соединен с общей щиной, дифференциальный усилитель на транзисторах со стабилизатором тока в цепи коллектора, через релейный элемент соединенного с упомянутым регулирующим органом, и вспомогательный источник питания, один из полюсов которого соединен с общей шиной, а другой через резисторы подключен к объединенным эмиттерам указанного дифференциального усилителя и коллекторам транзисторов измерительного органа.

Однако известные устройства отличаются недостаточно высокой динамической стабильностью выходного напряжения, определяемой в этом случае пороговым напряжением перехода эмиттер-база транзистора устройства подавления.

Для повышения динамической стабильности выходного напряжения в предлагаемом стабилизаторе базы транзисторов дифференциального усилителя соединены с коллекторами транзисторов измерительного органа и эмиттерами дополнительно введенных транзисторов, базы которых подключены к средним выводам резистивных делителей, включенных в цепи коллекторов транзисторов измерительного органа, а коллекторы соединены с базами транзисторов подавления выбросов, причем коллектор одного из них, подключенный к выходу устройства, через ограничительный резистор соединен с эмиттером другого транзистора.

Схема стабилизатора изображена на чертеже.

Источником входного напряжения 1 стабилизатора может служить аккумуляторная батарея или сетевой трансформатор с выпрямителем. Выход источника 1 через регулирующий орган 2, фильтр 3 подключен к нагрузке. Измерительный орган, образующий первый

каскад усилителя обратной связи стабилизатора, выполнен на транзисторах 4, 5 типа р-п-р, база первого из них подключена к источнику опорного напряжения 6, а база второго - делитель (резисторы 7, 8) к выходу стабилизатора. Коллекторы транзисторов 4 и 5 подключены соответственно, через резисторы 9, 10 и 11, 12 к отрицательному полюсу вспомогательного источника питания постоянного напряжения 13, а также к базам транзисторов 14, 15 типа п-р-п, образующих дифференциальный усилитель (II каскад). Питание последнего также осуществляется от вспомогательного источника 13.

В цепи коллекторов транзисторов 14 и 15 включен стабилизатор тока 16 (может быть выполнен на транзисторе типа р-п-р со стабилитроном в базовой цепи), обеспечивающий стабильную величину тока в цепи змиттерколлектор транзистора 14 в установившемся режиме. Выход II каскада подключен через релейный элемент 17 ко входу регулирующего органа 2. Управляющие сигналы на базы транзисторов подавления выбросов (отрицательного 18, положительного 19) подаются с коллекторов транзисторов 20 и 21, соответственно, базы и эмиттеры которых «перекрестно подключены к выходам дифференциального усилителя на транзисторах 4, 5. Резисторы 22, 23 обеспечивают необходимые смещения транзисторов 18, 19, а резисторы 24, 25, 26, 27 включены в цепях эмиттеров этих транзисторов и транзисторов I и II каскадов.

В статическом режиме работы стабилизатора коллекторные напряжения транзисторов 4, 5 измерительного органа равны. Это определяется тем, что управление релейным элементом осуществляется через второй дифференциальный усилитель, на входы которого поданы коллекторные напряжения измерительного органа, а стабилизатор тока обеспечивает работу в режиме усиления транзисторов 14, 15 второго каскада. При этом транзисторы 20, 21 заперты, а следовательно, заперты и транзисторы 18, 19. Регулирование выходного напряжения обеспечивается ключевым регулирующим органом 2, управление которым осуществляется через элемент 17, на вход которого поступает напряжение с коллектора транзистора 14.

При повышении выходного напряжения стабилизатора в переходном режиме напряжение коллектора транзистора 5 уменьшается, а транзистора 4 - увеличивается, в результате чего потенциал эмиттера транзистора 21 относительно базы становится отрицательным, что приводит к отпиранию его, а следователь-, но, и к отпиранию транзистора 19, который в течение переходного процесса шунтирует выход стабилизатора, предотвращая появление положительного выброса. После окончания переходного процесса транзисторы 21 и 19 снова запираются.

При понижении выходного напряжения стабилизатора в переходном режиме увеличивается проводимость транзистора 4 и уменьшается проводимость транзистора 5, в результате чего потенциал эмиттера транзистора 20 относительно базы становится отрицательным, что приводит к отпиранию транзисторов 20 и 18, благодаря чему источник постоянного напряжения 28 (предварительно заряженный

конденсатор или аккумуляторная батарея) подключается к выходу стабилизатора. В результате предотвращается появление отрицательных выбросов. По истечении переходного процесса происходит запирание транзисторов

20 и 18, и питание нагрузки продолжает осуществляться лишь от основного источника 1. Описанный стабилизатор напряжения обеспечивает высокую динамическую стабильность и обладает высокими технико-экономическими

показателями за счет отсутствия потребления мощности устройством подавления выбросов в статическом режиме работы.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основной источник питания, через регулирующий орган и фильтр подключенный к выходу, измерительный орган, выполпенный по схеме дифференциального усилителя на транзисторах, базы которых подключены соответственно к источнику опорного напряжения и резистивному делителю выходного напряжения, транзисторы подавления выбросов выходного напряжения, эмиттер-коллекторные переходы которых включены последовательно с ограничительными резисторами и дополнительным источником питания, один из полюсов которого соединен с общей шиной,

дифференциальный усилитель на транзисторах со стабилизатором тока в цепи коллектора, через релейный элемент соединенного с.упомянутым регулирующим органом, и вспомогательный источник питания, один из полюсов

которого соединен с общей шиной, а другой через резисторы подключен к объединенным эмиттерам указанного дифференциального усилителя и коллекторам транзисторов измерительного органа, отличающийся тем, что,

с целью повышения динамической стабильности выходного напряжения, базы транзисторов дифференциального усилителя соединены с коллекторами транзисторов измерительного органа и эмиттерами дополнительно введенных транзисторов, базы которых подключены к средним выводам резистивных делителей, включенных в цепи коллекторов транзисторов измерительного органа, а коллекторы соединены с базами транзисторов подавления выбросов, причем коллектор одного из них, подключенный к выходу устройства, через ограничительный резистор соединен с эмиттером другого транзистора.

f

811 Пгз

.JrLiLJi