Транзисторный компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 

1

Предлагаемое изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может быть нрименено в электронных устройствах стабилизации напряжения, в частности, в источниках электропитания радиотехнических устройств и автоматики.

Известны транзисторные компенсационные стабилизаторы напряжения i, 2.

Известен стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, усилитель постоянного тока, пусковой резистор, соединяющий базу регулирующего транзистора с общей шиной стабилизатора 1.

В известном стабилизаторе недостатком является то, что с уменьшением сопротивления пускового резисюра ухудшается стабильность выходного напряжения. Если же выбрать сопротивление пускового резистора большим, то ухудшается запуск стабилизатора.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является транзисторный компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий носледовательно включенный регулир аощий транзистор, коллектор которого нодключен к опорному стабилитрону нелинейного делителя, а база через делитель пускового напряжения на стабилитроне и резисторе подключена к общей шине и к выхо2

ду усилителя постоянного тока на транзисторе, имеющем тин проводимости протнвополол ный регулирующему транзистору, вход усилителя постоянного тока соединен с линейным делителем нанряжения, подключенным к выходным выводам 2.

Недостатком известного стабилизатора является то, что с увеличением входного напряжения до значения, при котором сумма выходного напряжения стабилизатора и напряжения пробоя стабилитрона в делителе пускового напряжения становится меньше входного напряжения, происходит закрывание коммутир) ющего диода и через стабилитрон делителя пускового нанряжения проходит ток, что резко ухудшает стабильность выходного нанряжения. Кроме того, в известном стабилизаторе отсутствует самоотключенне при нерегрузке или коротком замыкании на выходе.

Целью изобретення является повышение надежности запуска и обеспечение защитного отключения стабилизатора при перегрузке или коротком замыкании на выходе и уменьшение напряжения пульсаций на выходе стабилизатора в момент зануска.

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторном ко.мпенсационном стабнлизаторе нанряження постоянного тока, содержащем последовательно включенный регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к опорному стабилитрону нелинейного делителя, а база через делитель пускового напряжения на стабилитроне и резисторе подключена к общей шине и к выходу усилителя постоянного тока иа транзисторе, имеющем тми проводимости противоположный регулирующему транзистору, вход усилителя постоянного тока соединен с линейным делителем налрял еиия, подключенным к выходным выводам, новым является то, что он снабжен дополнительным транзистором, имеющем тип проводимости одинаковый с регулирующим, подключенным базой к общей щине через дополнительно введенный первый нелинейный делитель на стабилитроне и резисторе, к общей точке которого подключена одна обкладка дополнительно введенного конденсатора, другая обкладка которого подключена к входному выводу стабилизатора и к эмиттеру указанного транзистора, коллектор которого подсоединен к средней точке делителя пускового напряжения, через дополнительно введенный диод в примом направлении, кроме того, он снабжен дополнительным усилителеАМ постоянного тока на транзисторе, имеющем тип проводимости противоположный регулирующему, эмиттер которого подключен к общей шине через опорный стабилитрон, дополнительно введенного нелинейного делителя напряжения, база - к дополнительно введенному линейному делителю напряжения, а коллектор через дополнительно введенный ограничительный резистор нодключен к базе указанного донолнительно введенного транзистора, и в стабилизатор введен дополнительный резистор, включенный между общек шиной и входным выводом стабилизатора. На чертеже иредставлена принципиальная электрическая схема транзисторного компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока. Стабилизатор содержит последовательно включенный регулирующий транзистор 1, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока на транзисторе 2, вход которого соединен с линейным делителем напряжения на резисторах 3 и 4, коллектор регулирующего транзистора 1 подключен к нелинейному делителю напряжения, состоящему из опорного стабилитрона 5 и резистора 6, кроме того база регулирующего транзистора 1 через делитель пускового напряжения на стабилитроне 7 и резисторе 8 нодключена к общей шине. Стабилизатор содержит дополнительно введенный первый нелинейный делитель на стабилитроне 9 и резисторе 10, к общей точке которого подключена одна окладка дополнительно введенного конденсатора И, а другая обкладка нодключена к эмиттеру дополнительно введенного транзистора 12, коллектор которого подсоединен к средней точке делителя пускового напряжения через дополнительно введенный диод 13, кроAie ТОГО- стабилизатор содержит дополнительно введенный усилитель постоянного тока lia TpaHjiiCTOpc i4, коллектор которого 4vjpe3 допол))ительио введенный ограничительный резистор 15 нодключен к базе транзистора 12, база - к дополнительно введенному линейному делителю напряжения на резисторах 16 и 17, а эмиттер - к дополнительно введенно.му нелинейному делителю на резисторе 18 и опорном стабилитроне 19, стабилизатор содержит дополнительно введенный резистор 20, включенный между общей шиной и входным выводом стабилизатора. Стабилизатор работает следующим образом. При подведенин к входным выводам стабилизатора нестабилизированного напряжения стабилитрон 7 иропускает ток, транзистор 1 открывается и на выходе стабилизатора поя вляется напряжение. Одновременно через резистор 10 выходное нанряжение заряжает конденсатор 11, после чего стабилитрон 9 начинает пропускать ток и открывает транзистор 12. Это ограничивает возрастание выходного напряжения до заданной величины, так как прохождение тока через транзиетор 12 увеличивает отрицательный потенциал резистора 8 и ток через стабилитрон 7 прекращается. В результате подпитка базы регулирующего транзистора по цепи делителя пускового напряжения отсутствует. В случае выбора времени задержки включения транзистора 12 большим, на выходе стабилизатора прн запуске может возникнуть напряжение пульсаций. В этом случае, в зависимости от требований, предъявляемых к величине напряжения пульсаций в мо.мент запуска, схема стабилизатора позволяет регулировать величину напряжения пульсаций с помощью дополнительного усилителя постоянного тока на транзисторе 14. Так, при достижении выходным напряжением заданного значения, открывается транзистор 14 и, независимо от величины заряда конденсатора 11 в момент запуска, на базу транзистора 12 подается наиряжеиие смещения, открывающее транзистор 12. Через резистор 8 и транзистор 12 проходит ток, который резко повышает отрицательный иотенциал резистора 8 и ток через стабилитрон 7 делителя пускового напряжения прекращается. Это ограничивает величину выходного напряже)пш во время запуска на заданном уровне. При перегрузке или коротком замыкании на выходе ток через опорный стабилитрон 5 уменьшается до нуля. Вследствие того, что после запуска стабилизатора транзистор 12 остается открытым, через стабилитрон 7 делителя пускового наиряжения ток

не проходит, что спосооствует лавинному процессу закрывания транзисторов 1 и 2.

Так как на время устранения аварийного состояния на выходе, как правило, входное напряжение стабилизатора снимается, то после устранения аварии необходимо вновь подать входное напряжение на входные выводы стабилизатора. Стабилизатор при этом включится, так как находясь в обесточенном состоянии на время устранения аварийного состояния, конденсатор 11 разряжается по цепи: положительная обкладка конденсатора 11, резистор 20, отрицательная обкладка конденсатора 11.

При отсутствии резистора 20 конденсатор 11 разряжается по цепи: положительная обкладка конденсатора И, резистор 10, резистор 8, стабилитрон 7, переход база- эмиттер регулирующего транзистора 1, отрицательная обкладка конденсатора 11 до напряжения пробоя стабилитрона 7. Учитывая, ЧТО нвиряжение пробоя стабилитрона 9 больше напряжения Пробоя стабилитрона 7, конденсатор И за время запуска заряжается до напряжения пробоя стабилитрона 9, после чего стабилитрон 9 вновь пропускает ток, а транзистор 12, открывшись при этом, обесточивает стабилитрон 7 делителя пускового напряжения и переводит стабилизатор в рабочий режим.

Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе стабили1рон 7 делителя пускового напряжения в рабочем режиме, режиме перегрузки и короткого замыкания на выходе ток не пропускает. Увеличение входного напряжения стабилизатора до значений, определяемых предельными режимами ра дпоэлемеитов, не лриводит к появлению тока через стабилитрон 7 делителя пускового напряжения, так как с увеличением отрпца тельного потенциала входного напряжения стабилизатора увеличивается и отрииатсльный потенциал резистора 8. Разпост) же этих потенциалов остается постоянной и меньшей напряжения 1пробоя стгбилитроьа 7 делителя пускового напряжения.

В результате исключается возможность стабильности выходного напряжения при увеличении входного напряжения стабилизатора. Кроме того, обеспечивается защитное отклонение стабилизатора при перегрузке или коротком замыкании на выходе и сохраняется надежный запуск стабилизатора.

Форм у л а и 3 о б р е т е н и я

1. Транзисторный компенсационный стабилизатор напряжен1 я постоянного тока.

содержащий последовательпо включенный регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к опорно: 1у стабилитрону нелинейного делителя, а база через делитель пускового напряжения на стабилитроне и резисторе подключена к общей шине и к выходу усилителя постоянного тока на транзисторе, имеющем тип проводимости противоположный регулирующему траизистору, вход усилителя постоянного тока соединен с линейным делптелем напряжения, подключенным к выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности запуска и обеспечения

защитного отключения стабилизатора при перегрузке или коротком за.мыкании на выходе, он снабжен дополнительным транзистором, имeющe l тин проводимости одинаковый с регулируюни1м, подключенным баЗОЙ к общей шине через дополнительно введенный первый нелинейный делитель на стабилитроне и резисторе, к общей точке которого подключена одна обкладка дополнительно введенного конденсатора, другая

обкладка которого подключена к входному выводу стабилизатора i к эмиттеру указанного транзнстора, коллектор которого подсоединен к средней точке делителя пускового нанряжения через донолнительно введенный диод в пря:мом направлении.

2.Стабилизатор но п. 1, отличающийс я тем, что, с целью уменьщения напряжения пульсацпй на выходе стабплизатора в момент запуска, оно снабжено дополнительным усилителем постоянного тока на транзисторе, и.меющем тип проводимости противопо.южный регулирующему, эмиттер которого подключен к njH)ie через отюрньп стаби.1итро}, дополнительно

введенного нелинейного делителя наиряжепия, база - к дополнг тельно введенному л и:екному делителю напряжения, а коллсктор через дополнительно введенный ограничительный резистор подключен к базе

указанного дополнительно введенного транзистора.

3.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что в него введен дополнительный резистор, включенный между обИ1,сй шиной I входным выводом стабилизатора.

Источники информации, принятые во внимание при эксиертизе

1..BTopcKoe свидетельство СССР i 356633, кл. С ОЗг 1,5G, 1969.

2..-Авторское свидетельство СССР Ль 275187, кл. G 05F 1/52, 1969.

h. ,.