Компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1977 года по МПК G05F1/56 

.1.

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к стабилизированным источникам электропитания.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержавхий несколько регулирующих транзисторов, в коллекторные цепи; некоторых из них включены балластные резисторы, и управляющий орган, задающий очередность отпирания транзисторов jl . В таком стабилизаторе достигнуто оп реДеленИое сокращение габаритов теплоот- воДа, на котором установлены регулирук шие транзист.оры, за счет переноса избытка рассеиваемой мощности на балластные резисторы, а также благодаря очередности прохождения максимума рассеиваемой транзисторами мощности.

Известен также компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательный регулирующий орган, состоящий из регулирующих тразисторов одинакового типа проводимости, одногоосновного и, по крайней мере, двух вспомогательных, и резисторного балластного элемента в силовой цепи регулирующего органаJуправляющий орган в базовойг,цепи регулиро юшего органа и усилитель цепи обратной связи на транзисторе 23,

Недостатком известных стабилизаторов является неэквнпотенциальность коллекторов регулирующих транзисторов, что требует гальванической изоляции корпусов регулирующих транзисторов от общего теплоотвода с помощью какой-либо изоляционной пленки, что приводит к увеличению теплового сопротивления переход-корпус, из-за чего габариты теплоотвода должны быть увличены. Выбор тонкой изоляционной пленки ограничен ее механической прочностью, а само применение пленки усложняет технологию.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение весо-габаритных характеристик компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока.

Это достигается тем, что в компенсационном стабилизаторе напряжения постоянного тока, содержащем последовательный регулирующий орган, состоящий из регулирующих транзисторов одиЕ1акового типа npciвоцимэстн,одного .основного и по крайней мере д.ух вспомогательных, и резнсториого балластного элемента в силовой цепи регулируюшего органа, управляющий орган в базовой цепи регулирующего органа н усилитель пепи обратной связи на транзисторе, управляющий орган выполнен на трех трапзисторох одного типа проводимости с peiyлирующими эмиттерами,; подключенными к вы ходному зажиму усилителя цепи обратной связи, коллекторами - к базам соответствующих регулирующих транзисторов и через нагрузочные резисторы - к дополнительному питающему зажиму стабилизатора, балластный элемент выполнен на двух парах последовательно соединенных резисторов, причем одна пара включена между эмиттером основного регулирующего транзистора и точкой соединения одного из выходных зажимов стабилизатора с базой одного из транзисторов управляющего органа, вторая пара - между эмиттером первого вспомогательного регулирующего транзистора и точкой соединения средней точки первой пары резисторов с базой второго транзистора управляющего органа, а к средней точке второй лары транзисторов подключена база второго вспомогательного регулирующего транзистора, при этом коллекторы регулирующих транзисторов подключены к одному из основных питающих зажимов в стабилизаторе, а эмиттер последнего вспомогатель ного регулирующего транзистора соединен с базой первого транзистора управляющего органа.. Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения псютоянного тока представлена на чертеже. Стабилизатор содержит основной 1 и два вспомогательных 2, 3 регулирующих транзистора, в качестве которых при больщ мошнсюти стабилизатора применяются соста ные транзисторы. В цепи эмиттеров основного 1 и первого вспомогательного 2 транзисторов включены пары последовательно соединенных резисторов 4, 5 и б, 7 балластного элемента. Базы регулирующих тра зисторов подключены к управляющему органу на транзисторах 8-10, в коллекторные цепи которых включены нагрузочные резисторы 11-13. Эмиттерные цепи транзисторов 8-10 управляющего органа прдключены к коллектору транзистора 14 усилителя цепи обратной связи. Последовательность выхода из режима насыи1ения транзисторов 8-10 управляющего устройства задается резисторами 5, 7. Компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока работает следующим образом. Мри отсутстннн тока нагрузки через pi,удирующне транзисторы 1, 2 и 3 протекает малый ток коллектора, равный потреблению измерительным органом стабилизатора и усилителем цепи обратной связи. Режим, лизкий к запертому состоянию TpaHaijcTOов 1, 2 и 3, обеспечивается в результате шунтирования транзисторами 8-10 управляющего органа устройства больщей части тока, поступающего в базы транзисторов 1-3 через резисторы 11-13. При увеличении тока нагрузки стабилизатора происходит увеличение потенциалов эмиттеров транзисторов 8,9, 1О за счет усилителя цепи обратной связи. В результате уменьшения отпирающего напряжения на входе транзистора 8 увеличивается ток в цепи коллектора регулирующего транзистора 1, Разгрузка регулирующего транзистора 1 по мощности обеспечивается за счет перехода его в режим насыщения по мере увеличения тока нагрузки. Протекающий в цепи нагрузки ток создает падение напряжения на резисторах 5, 7, которое поддерживает транзисторы 9, 10 управляющего органа в насыщенном состоянии. Когда в результате достижения транзистором 1 режима насыщения увеличение тока через его цепь станет невозможным, усилитель цепи обратной связи еще более увеличит потенциал эмиттеров транзисторов 8, 9, 10, вследствие чего из состояния насыщения выйдет транзистор 9 и ток в цепи нагрузки потечет через рег лирующий транзистор 2. Ток, создавая падение напряжения на резисторе 5, будет продолжать поддерживать в насыщенном состоянии транзистор 10. При повыщенном напряжении питающей сети регулирующий транзистор 3, не имеющий балластного резистора в цепи эмиттера, не принимает участия в работе стабилизатора. Ток в его цепи возникает лищь при пониженном напряжении питающей сети, когда все предыдущие регулирующие транзисторы 1 и 2 войдут в режим насыщения, а резулытирующий ток, протекающий через них, не достигнет величины тока, потребляемого нагрузкой. Принцип управления этими регулирующими транзисторами аналогичен предыдущим. Изобретение перспективно для применения в стабилизаторах интегрального исполнения, обеспечивая отвод избытка рассеиваемой регулирующим органом мощности на балластные резисторы, вынесенные из интегральной сборки. Формула изобретения Компенсационный, стабилизатор .напряжения постоянного тока, содержащий последо