Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/46 

Стабилизатор напряжения относится к компенсационным стабилизаторам с регулирующим элементом, одновременно выполняющим функцию выпрямителя, и предназначен для питания различных устройств в радиоэлектронике, автоматике и вычислительной технике.

Известен стабилизатор напряжения, содержащий выпрямитель, фильтр и регулирующий элемент с параллельным включением транзисторов 1.

Наи более близким к предлагаемому является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий выпрямитель, собранный по мостоБОЙ схеме с выходным фильтром, .последовательно включенный в силовую шину регулирующий транзистор, база которого .подключена к выходу измерительно-усилительного блока, а эмиттер- к выходу выпрямителя 2.

Недостатком известного стабилизатора является то, что для повышения надежности регулирующего элемента приходится применять параллельное включение транзисторов, причем и в этом случае не исключается возможность выхода из строя наиболее нагруженного из них.

Цель - повышение надежности регулирующего элемента без применения параллельной работы транзисторов.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока 2 введены два транзистора, коллекторы .которых объединены и подключены к коллекгору регулирующего транзистора, базы - к выходу измерительно-усилительного блока, а эмиттеры подключены ко входу выпрямителя.

Принципиальная схема стабилизатора напряжения представлена на чертеже.

Стабилизатор содержит однофазный мостовой выпрямитель, собранный на диодах /, 2, 3, 4, емкостный фильтр 5, подключенный к выходу вылрямителя, транзистор 6, эмиттер которого подключен к выходу выпрямителя, а коллектор - к нагрузке 7, транзисторы 5, 9, эмиттеры которых подключены ко входу выпрямител.я, а их коллекторы и базы объединены с одновременными электродам.и транзистора 6, измерительно-усилительный блок 10, вход которого подключен параллельно нагрузке, а выход - к базам транзисторов 6, 8, 9.

Стабилизатор работает следую щим образом.

При подаче переменного напряжения яа вход выпрямителя открывается один из транзисторов 8, 9, эм.иттер которого .находится под положительным потенциалом, и на нагрузке появляется напряжение, величина которого поддерживается на заданном уровне системой автоматического регулирования. Одновременно начинается заряд конденсатора фильтра. При этом транзистор 6 будет заперт, так как базы всех транзисторов объединены, а в эмиттерной цепи транзистора 5 создается дополнительНОС падение напряжения на диоде выпрямителя за счет протекания тока заряда емкости фильтра. В результате этого к переходу «эмиттер-€аза транзистора 6 будет приложено напряжение недостаточное для его нормальной работы в линейном режиме, а в случае применения германиевых транзисторов и кремниевых диодов это напряжение оказывается даже 0 братным по отношению к нормальному. После .перехода через максимум напряжение на эмиттере работающего транзистора начнет уменьшаться, тогда как на эмиттере транзистора 6 оно будет оставаться постоянным за счет энергии, накопленной емкостью фильтра. При дальнейшем снижении напряжения, когда потенциалы эмиттеров работающего транзистора и транзистора 6 уравняются, работающий до этого транзистор начнет закрываться, а транзистор 6 открывается. Это переключение произойдет достаточно быстро, «о не скачкообразно, а потому не будет сопровождаться колебаниями напрял ения на нагрузке. Транзистор 6 будет пропускать ток нагрузки до тех пор, пока потенциал эмиттера еще не работавшего транзистора не превысит потенциал эмиттера транзистора 6, после чего начнется переключение тока нагрузки с одного транзистора на другой. В дальнейшем переключение нагрузки с одного транзистора на другой будет повторяться с двойной частотой сети.

Наиболее целесообразным представляется применение стабилизатора при подклю чении входа выпрямителя к источнику переменного тока с формой кривой напряжения близкой к прямоугольной, например к вторичной обмотке трансформатора преобразователя напряжения. В этом случае роль основных транзисторов будут выполнять транзисторы 8, 9, а транзистор 6 будет пропускать ток нагрузки незначительное время. Надежность регулирующего элемента достигается за счет того, что каждый из его основных проходных транзисторов пропускает полный ток нагрузки только в течение одного полушериода, чем достигается идеальная точность деления тока иагрузки между транзисторами.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий выпрямитель, собранный по мостовой схеме с выходным фильтром, вход которого подключен к выводам для подключения источника питания, последовательно включенный в силовую шину .регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу измерительно-усилительного блока, а эмиттер - к выходу выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два транзистора, коллекторы которых объединены и подключены к коллектору регулируюшего транзистора, базы - к выходу измерительно-усилительного блока, а эмиттеры подключены ко входу выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экюпертизе:

1.Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под редакцией С. Д. Додика и Е. И. Гальперина. М., «Советское радио, 1969, с. 152, рис. П1. 16.

2.Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М., «Энергия, 1967, с. 590, рис. 23-17.

Bf0Д Дг-т-1 Н

-

-0