Транзисторный компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания радиотехнических устройств и уст ройств автоматики. Известны компенсационные стабилизаторы напряжения постоянного тока, содер жащие последовательный регулирующий транзистор, цепь обратной связи с усилителем постоянного тока на транзисторе, имеющем тип проводимости, противополож ный регулирующему, и пусковую цепь W,&3. Известен также транзисторный компен сационный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий транзистор, база которого через делитель пус кового напряжения на стабилитроне и резйсторе соединена с общей шиной к непосредственно с коллектором усилительного транзистора, база.которого подключена к выходу линейного делителя выходного напряжения, а эмиттер- к выходу нелинейного целителя выходного напряже- . иия, опорный стабилитрон которого сое- динен с коллектором регулирующего транзистора и с одним из выходных выводов, причем регулирующий и усилительный транзисторы имеют разный тип проводимости 2.. Недостатком известных стабилизаторов 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 закрьшание коммутирующего диода и через стабилитрон делителя пускового напряжения проходит ток, что резко ухудшает стабильность выходного напряжений. Кроме того, в известном стабилизаторе отсутствует самоотключение при перегрузке или коротком замыкании на выходеЦелью H3o6peTeiiHH является повышение надежности запуска без снижения качества стабилизации. Для этого в транзисторный компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержаншй включенный Б одну из силовых шин регулирующий транзистор, база которого через делитель пускового напряжения на стабилитроне и резисторе соединена с общей шиной и непосредственно с коллектором усилительного транзистора, база которого подключена к выходу линейного делителя выходного напряжения,. а эмиттер - к выходу нелинейного делителя выходного напряжения, опорный стабилитрон которого соединен с коллектором регулирующего транзистора и с одним из выходных выводов, .причем регулирующий и усилительный транзисторы имеют разный тип проводимости, введены вспомогательный транзистор одного типа проводимости с регули. рующим транзистором и триггер на двух транзисторах разного типа проводимости, причем базо-эмиттерный переход вспомогательного транзистора подключен к одно именному переходу усилительного транзис тора) а коллектор вспомогательного транзистора через дополнительно введенный ограничительный резистор соединен с базой транзистора триггера, имеющего одинаковый тип проводимости с усилительным транзистором и эмиттером, соединенного с общей шиной, при этом эмиттер, другого транзистора триггера соединен с эмиттером регулирующего транзистора и входны вьтодом, а его коллектор через дополнительно введенный диод в проводящем дл тока этого транзистора направлении подключен к выходу делителя пускового напряжения. На чертеже представлен транзисторны стабилизатор постоянного тока, пpи щипйальная электрическая схема Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, база которого через делитель пускового напряженияна стабилитроне 2 и резисторе 3 соединена с общей шиной инепосредственно с коллектором усилительного транзистора 4, база которого подключена к выходу линейного делителя выходного напряжения на резисторах , а эмиттер- к выходу нелиней ного делителя выходного напряжения на стабилитроне 7 и резисторе 8, вспомогательный транзистор 9, базо-эмиттерный. переход которого подключен к одноименн му переходу транзистора 4, а коллектор через ограничительный резистор 10 - к базе транзистора 11 триггера, которая через резистор 12 соединена с коллектором транзистора 13 триггера, через диод 14 соединенный с выходом делителя пускового напряжения на стабилитроне 2 н резисторе 3. Эмиттеры транзисторов 11 и 13 триггера соединены непосредственно с разнополярными входными вьшодами, а их базы соединены с этими выводами через резисторы 15-16, при этом коллектор транзистора 11 через резистор 17 соединен с базой транзистора 13. Транзисторы 1 и 4 могут быть составными. Однако, с целью исключения влияния обратных токорз транзисторов на стабильность выходного напряжения следует отдать предпочтение состав 1ым транзисторам с дополнительной симметрией и, по возможности, кремниевым. Сопротивления резисторов 5-6 определ5аот величину выходного напряжения в схеме сравнения стабилизатора. Опорный стабилитрон 7 имеет напряжение пробоя ниже выходного напряжения стабилизатора Выбор величины сопротивления резистора 8 ограничен, с одной стороны, максимально-допустимым рабочим током опорного стабилитрона 7, а с другой - максимальным рабочим током стабилизатора, при котором еще не происходит защитное отключение стабилизатора. Величина напряжения пробоя.стабилитрона 2 и.величина сопротивления резистора 3 определяет пусковой ток стабилизатора, при котором обеспечивается его надежный запуск. Транзистор 9 может быть любого типа, но из условий его более раннего открывания при вютючении стабилизатора предпочтение следует отдать германиевым, имеющим меньшее напряжение открывания перехода эмиттер-база, Зто обеспечит минимальное превышение выходного напряжения в момент запуска над установившимся значением в рабочем режиме стабилизатора. Величина сопротивления резистора 10 обеспечивает ток коллектора транзистора 9, достаточный для опрокидывания триггера после открьшания транзистора 9. Транзисторы 11, 13 триггера могут быть оба кремниевыми, или оба германие1 ыми, или один кремниевый,, а другой германиевый. Диод 14 - кремниевый. Его выбор определяется.условием отсутствия шунтирования перехода эмиттер- база регупирующего транзистора 1 при открытом транзисторе 13, а также условием исклю чения преждевременного срабатьшаЕИя триггера в момент запуска стабилнзато- рас Сопротивления резксторов 12, 15, 16 17 обеспечивают режим транзисторов 11 . 13 триггера по постоянному току. Стабилизатор работает следующш л образом. .При .проведении к входным зажимам стабилизатора нес . .абилизированного напряжения стабилитрон 2 пропускает ток, рёгулирующий тра1 зистор 1 открывается и на выходе стабилизатора появляется напряжение, Как только напряжение на выходе стабилизатора достигает величины, заданной схемой сравнения, закрывается транзистор 4 и открывается транзистор 9. Момент открывания .транзистора 9 определяет собой переход стабилизатора из режима запуска в рабочий режим, так ка при открывании транзистора 9 на базу транзистора 11 подается положительное смещение, открывающее его и. переводящее транзисторы 11, 1о триггера в режим насыщения, а это повьщ1ает потенциал резистора 3 к обесточивает, таким образом стабилитрон 2 делителя пускового напряжения за счет дополнительного тока через резистор 3 по цепи: потенциал ная шина источника входного напряжения, открытый транзистор 13, диод 14, резис тор 3, общая шина стабилизатора, При перегрузке или коротком замыкании на выходе ток через опорный стабилитрон 7 уменьшается до нуля, а вслед ствие того, что после запуска стабилизатора стабилитрон 2 делителя пускового напряжения обесточен, транзисторы 1 и 4 стабилизатора переходят в лавинный режям самозакрьшания. Так как на время устранения авариййо го состояния на выходе, как правило, входное напряжение стабилизатора снимается, то после устранения аварии необходимо вновь подать входное напряжение на входные зажимы стабилизатора,-, Стабилизатор при этом включится, так как находясь в обесточенном состоянии на время устранения аварийного состояния tpaH3HCTopbi 11, 13 триггера выйдут из режима насьпдения и стабилитрон 2 делителя пускового напряжения вновь пропускает ток, открывая регулирующий транзистор 1, а транзистор 9, после достижения выходным напряжением значения, заданного схемой сравнения, включает .триггер на транзисторах 11, 13 и обесточивает стабилитрон 2. переводя стабилизатор в рабочий режим. Таким образом, в данном стабилизаторе стабилитрон 2 делителя пускового на-. пряжения в рабочем режиме, режиме перегрузки и короткого замыкания на выходе ток не пропускает. Увеличение входного напрях ения до значений, определяемых предельными режимами радиоэлементов, не приводит к появлению тока через стабилитрон 2 делителя пускового напряжения, так как с увелич(нием положителкного потенциала входного напряжения увеличивается и положительный потенциал- резистора 3, Разность же этих потенциалов остается постоянной и меньщей напряжения пробоя стабилитрона 2 делителя пускового напряжения. В результате исключается возможность ухудшения стабильности выходного напряжения при увеличении входного или уменьщении выходного напряжения стабилизатора. Кроме того,. обеспечивается защитное отключение при перегрузке или коротком замыкании на выходе и сохраняется надежный запуск стабилизатора. Формула изобретения Транзисторный компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий транзистор, база которого через делитель, пускового напряжения на стабилитроне и резисторе соединена с общей шиной и непосредственно с коллектором усилительного транфистора, база которого подкхпочена к выходу линейного .делителя выходного напрянсения, а эмиттер - к выход5нелинейного делителя выходного напряжения, опорный стабилитрон которогосоединенс коллектором регулирующего транзистора и с одним из выходных выводов, причем регулирующий и усилительньй транзисторы имеют разный тип проводимости, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности запуска без снижения качества стабилизации, в него -Ьведены вспомогательный транзистор одного типа проводимости с регулирующим транзистором и триппер на двух транзисторах разного типа проводимости, причем базо- эмиттерн1)й переход

вспомогательного транзистора подключен к одноименному переходу усилительного транзистора, а коллектор вспомогательного транзистора через дополнительно введенный ограничительный резистор соединен с базой транзистора триггера, имеющего , одинаковый тип проводимости с усилительным транзистором и эм|ятте,ром, соединенного с общей шиной при этом эмиттер другого транзистора триггера соединен с эмиттером регулирующего транзистора и входным выводом, а

его коллектор через дополнительно введенный диод в проводящем для тока это го транзистора направлении подключен к выходу делителя пускового напряжения. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР W9 494734, кл, G 05 F 1/56, 1975,

2.Заявка N9 2165199/07,

кл. Q 05 F 1/58, 1975, по которой принято положительное рещение о вьвдаче авт. ев и д.