Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

I

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве вторичного источника электропитания радиоэлектронных устройств.

Известен стабилизатор напряжения пох:тоянного тока, содержащий регулирующий элемент на силовом и согласующем транзисторах разного типа проводимости, усилитель постоянного тока на транзисторе, база которого подключена к выходу делителя выходного напряжения, эмиттер - К выходу источника опорного напряжения на стабилитроне и ограничительном резисторе, а коллектор - к управляющему входу регулирующего элемента |1|. .

Наиболее близким к изобретению яо технической сущности является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых щин регулирующий элемент на силовом и согласующем транзисторах разного типа проводимости, у которого эмиттер силового транзистора -соединен с выходным выводом стабилизатора, а база - с ко глектором согласующего транзистора, усилитель постоянного тока - с усилительным транзистором, К1хллектор которого соединен с базой согласующего транзистора регулирующего элемента, а iJMHi гор со средней точкой резисторного

делителя выходного напряжения, и источник опорного напряжения на стабилитроне и резисторе 2.

Недостатками известных стабилизаторов являются сложность их схем и низкая надежность.

Целью изобретения является упрощение схемы стабилизатора напряжения постоянного тока при одновременном повышении качества ее работы.

Эта цель достигается тем, что .в предлагаемом стабилизяторе напряжения постоянного тока один вивод резистора источника опорного напряжения соединен с коллектором транзистора регулирующего элемента, а другой вывод указанного резистора - с базой усилительного транзистора.

Принципиальная электрическая схема описываемого стабилизатора напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

Стабилизатор напряжения постоянного тока содержит регулирующий элемент на силовом 1 и согласующем 2 транзисторах, усилитель постоянного тока на транзисторе 3, делитель выходного напряжения на резисторах 4, 5 и источник опорного напряжения на стабилитроне 6 и резисторе 7.

Стабилизатор работает слсЛуюн1Им обpa.KjM

При включении питающего напряжения отрицательный потенциал емкости переходов транзисторов i и 2, резистор 7 поступает на анод стабилитрона 6 и базу транзистора 3. Транзистор 3 открывается и обеспечивает подачу тока от « + через резистор 5 в базу транзистора 2, который, .отпираясь, повышает отрицательный потенциал на базе транзистора I и резистора 7. Это повыи ение происходит до тех пор, пока потенциал стабилитрона б в режиме стабилизации не будет равен сумме падений напряжений на резисторе 5 и переходе базаэмиттер транзистора 3, работающего в активной области.

При подключении нагрузки к стабилизатору на эмиттере транзистора 3 поиижаеггся отрицательный потенциал. При этом транзистор еще более открывается и увеличивается ток, поступающий в базу транзистора 2. Транзистор 2 еще более отпирается и увеличивает отрицательный потеициал иа базе регулирующего траиэистора 1. иапряжение на его эмиттере увеличивается, и возмущение, возиикающее иа эмиттере траизистора 3, компеисируется

При этом падение иапряженьн иа лереходе база эмиттер граизистора 3 повыщается, что приводит к увеличению тока через резистор 7, повышению потенциала на стабилитроне 6, а, соответствеиио, и повышению потенциаля на нагрузке.

При соотве1ч;твующе расчете величины резмстора 7 можно сюлучить изменение выходного напряжения

Аи«„д О или 0,

т. е. R««. -Ayj- о,

Аи

где Ai« - изменение тока иагрузки, или же выходное сопротивление будет иметь отрицательную величину.

Данная схема обладает иизким коэффициеитом нестабильности, так как резистор, ограничивающий ток стабилитрона 6, подключей к базе силового траизистора 1 и при изменении входного питающего напряжения не зависит от его величины.

При ДU« О нестабильность -0 0.

Данная схема не требует дополнительного параметрического стабилизатора для питания о.хемы сравнения.

Схеыа обладает высоким коэффициеитом стабилизации

Ken, -f

где G коэффициент нестабильности;

и«„--выходное стабилизированное напряжение;

. :- входное питающее напряжение.

При AU« ss-О коэффициент стабилизации достигает большой величины.

Схема также обладает малым уровнем пульсации выходного напряжения, так как входное питающее напряжение, имеющее более высокую пульсадию, приложено к силовому траизистору 1 и не поступает иа базу транзистора 3.

Пульсация, поступающая на базу транмкггора 2, ослабляется схемой сравнения и регулирующим транзистором, так как транзистором I она повторяется, а транзистором 3 - инвертируется.

Данная схема обеспечивает возможность получения высоковольтного стабилизатора на низковольтных транзисторах, так как электроды всех транзисторов находятся под напряжением, равным разности Ееи -и«,л,

Кроме того схема обладает более высоким КПД и при работе без нагрузки потребляет незначительное количество энергии.

Увеличение нагрузочной способности стабилизатора обеспечивается составлением одного или нескольких более мощных транзисторов в схему, которые подключаются к транзистору 1 как эмиттерные повторители. Для получения положительного выходного напряжения схема стабилизатора легко преобразуется при изменении транзисторов I и 3 типа р-п-р на транзисторы п-р-п типа, а траизистора 2 типа п-р-п на транзистор р-п-р-типа.

При включении стабилитрона 6 в прямом направлении схема позволяет получт-ь низковольтный источник стабилизированного напряжения, т. е. схема применима для получения широкого диапазона питающего напряжения.

Переменный резистор 4 предназначен для регулирования выходного напряжения.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на силовом и согласующем транзисторах разного типа проводимости, у которого эмиттер силового транзистора соединен с внЬ(одным выводом стабилизатора, а база - с коллектором согласующего транзистора, усилитель постоянного тока - с усилительным транзистором, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора регулирующего элемента, а эмиттер - со средней точкой резисторного делителя выходного напряжения, и источник опорного напряжения на стабилитроне и резисторе, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы при одновременном повышении качества ее работы, один «вывод резистора источника Опорного, напряжения соедииен с коллектором соглаuiAiiiero транзистора регулирующего элемента, а другой вывод указанного резистора - с базой усилительного транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство ССХР № 358692, кл. G 05 F 1/56, 1971.

2.Венгеровский Л. В. и др. Прецизионные полупроводниковые ста би л из а торы, М., «Энергия, Л., 1974, с. 90.

-..

шг