Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 

(54) НИЗКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электропитания средств связи, автоматики и вычислительной техники.

Известны низковольтные стабилизаторы постоянного напряжения, в которых с целью повышения КПД- стабилизатора коллектор транзистора силовой части регулирующего органа соединен с положительным полюсом основного источника напряжения, а коллекторы транзисторов согласующей части регул-ирующего органа - с положительным полюсс м вспомогательного И1:точника напряжет и я |Г

Наиболее близким к изобретению технияеским решением является низковольтньш стабилизатор постоянного напряжения, содержащий составной регулирующий транзистор, силовой транзистор которого включен в одну из силовых щин эмиттером - к выходному выводу, а согласующий транзистор-эмиттером через резисторный датчик тока соединен с базой силового транзистора и через резисторный делитель выходного напряжения - с общей, шиной, и защитный транзистор, эмиттер,ом соединенный с эмит-тером силового транзистора, базой - с выходом делителя выходного напряжения, а коллектором - с базой согласующего транзистора и с выходом усилителя обратной связи 2.

Недостатком известного стабилизатора постоянного напряжения является то, что транзисторы регулирующего органа не защищены от перегрузок по мощности в режиме короткого замыкания и при воздействии перенапряжений на входе стабилизатора, что также приводит к снижению эксплуатационной надежности низковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Кроме того, включение защитного резистора в базовую цепь силового транзистора составного регулирующего органа, питающегося от одного источника, приводит к увеличению начального напряжения на регуляторе, увеличению мощности рассеяния на нем и снижению КПД стабилизатора.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности низковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в низковольтном, стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем составной регулирующий транзистор, силовой транзистор котброго включен в одну из силовых шин эмиттером - к выходному выводу, а согласующий транзистор эмиттером чере резисторный датчик тока соединен с базой силового транзистора и через резисторный делитель выходного Напряжения - с общей шиной, и защитный транзистор, эмиттером соединенный с эмиттером силового транзистора, базой - с выходом делителя выходного напряжения, а коллектором - с базой согласующего транзистора и с выходом усилителя обратной связи, новым является то, что он снабжен дополнительным резисторным делителем входного напряжения, подключенным между коллектором согласующего транзистора и общей шиной, и вспомогательным источником постоянного напряжения, шунтирующим указанный дополнительный делитель входного напряжения, причем дополнительного делителя выходного напряжения через дополнительно введённый разделительный диод соединен с базой защитного транзистора. Принципиальная электрическая схема низковольтного стабилизатора постоянного напряжения представлена на чертеже. Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения содержит основной источник постоянного напряжения 1, питающий коллекторную цепь силового транзистора 2 составного регулирующего транзистора, вспомогательный источник постоянного напряжения 3, питающий коллекторную епь согласующего транзистора 4 составного регулирующего транзистора, дёлитёЛ в хохнЪга напряжения на резисторах 5 и 6, включенный между положительным полюсом вспомогательного источника постоянного напряжения 3 и общей шиной стабилизатора, делитель выходного напряжения на резисторах 7 и 8, включенный между эмиттером согласующего транзистора 4 и общей щиной стабилизатора, разделительный диод 9, объединяющий выходы делителей входного и выходного напряжений, резисторный датчик тока перегрузки 10, включенный в базовую цепь силового транзистора 2, защитный транзистор 11, подключенный базой к-точке, объединяющей катод разделительного диода 9 и выход выходного делителя напряжения на резисторах 7, 8, коллектором - к базе согласующего транзистора 4 и эмиттером - к выходному выводу стабили-затора, и усилитель обратной связи 12. Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. Поскольку напряжение вспомогательного источника постоянного напряжения 3 зна чительно больше напряжения основ юго источника постоянного 1, то в процессе включения стабилизатора напряжение вспомогательного источника 3 возрастет быстрее основного, в результате чего потенциал кол647674лектора силового транзистора 2 становится меньше потенциала его эмиттера, образующегося за счет протекания тока в нагрузку от вспомогательного источника 3 через коллекторный переход согласук)щего транзистора 4, резисторный датчик тока 10 и переход база-эмиттер транзистора 2. Это приводит к увеличению тока потребления от вспомогательного источника 3 и увеличению падения напряжения на резисторном датчике тока 10. Как только величина тока, протекающего через резисторный датчик тока, достигает предельно -допустимого значения, защитный транзистор 11 открывается, щунтирует переход эмиттер-база силового и согласующего транзисторов и, увеличивая его внутреннее сопротивление, ограничивает нарастание тока В щепи вспомогательного источника. Когда потенциал коллектора силового транзистора 2 становится больше потенциала его эмиттера, транзистор 2 открывается, в результате чего его базовый ток уменьшается и защитный транзистор 11 закрывается. Точно так же происходит ограничение тока через согласующие транзисторы при выключении стабилизатора и пропадании или снижении напряжения основного источника 1. При воздействии перегрузки по току или коротком замыкании на выходе стабилизатора изменяется пропорционально току в силовой цепи и ток в базе силового транзистора 2. При достижении тока базы транзистора 2 значения,., соответствующего предельно допустимому току в силовой цепи, напряже-. ние базы защитного транзистора 1L, образованное открывающими напряжениями на резисторном датчике тока 10, переходе эмиттер-база транзистора 2 и опорным запирающим напряжением на резисторе 7 выходного делителя напряжения, становится больше порогового, он открывается и, щунтируя переходы эмиттер-база транзисторов 2 и 4, увеличивает их внутреннее сопротивление, что приводит к снижению выходного напряжения и напряжения на делителе выходного напряжения на резисторах 7 и 8. Как только потенциал выхода делителя выходного напряжения на резисторах 7, 8 становится ниже порогового напряжения разделительного диода 9, заданного входным делителем напряжения на резисторах 5, 6, через диод 9 в базу защитного транзистора 11 начинает протекать дополнительный ток, который еще брльще pjKpbiBaeT защитный транзистор 11 и более надежно запирает силовой и.согласующий транзисторы, причем ток короткого за1У1ыкания зависит от величины сопротивления резистора 5 и уменьщается с уменьшением последнего. Воздействие перенапряжения на входе стабилизатора приводит к возрастанию потенциала анода разделительного диода 9, подсоединенного к делителю входного на