Стабилизированный источник пита-Ния пОСТОяННОгО НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных устройств автоматики и вычислительной техники.

Известны стабилизированные источники питания 1 .

Наиболее близким из известных стабилизированных источников питания является стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий основной источник напряжениями N Дополнительных основной микросхемный стабилизатор напряжения и N Дополнительных, причем все микросхемные стабилизаторы соединены выходами параллельно между собой и подключены к вьшодам для подсоединения нагрузки 2 .

Недостатки источника питания - низкий КПД обусловленный большими потерями мощности на регулирование, недостаточно высокая 11адежность, недостаточно малые весо-габаритные показатели.

Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения потерь мощности на регулирование.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизированном источгпке питания постоянного напряжения, содержащем основной источник напряжения и i дополнительных, основной стабилизатор напряжения и N дополнительных, причем все микросхемные стабилизаторы соединены 1зыходами параллельно между собой и подключены к выводам для подсоединения нагрузки, входы основного и N -1 дополнительных стабилизаторов напряжения подключены к выходам соответствующих основного N -1 дополнительных ист.очииков питания через диоды, а выход N-ro дополнительного стабилизатора соединен с выходом Н-го дополнительного источника напряжения непогсредственно, все источники напряжения соединены последовательно между собой, причем выходное напряжение стабилизато- ра, подключенного к большему числу последовательно соединенных источников на3652

пряжения, меньше, чем выходное на1фяжение стабилизатора, подключенного к меньшему числу указанных источников,

. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

.Предлагаемый стабилизированный источник содержит микросхемнь е стабилизаторы напряжения основной 1 и дополнительные 2-4, источники напряжения основной 5, дополнительные 6-8. Стабилизатор 1 имеет вывод коллектора согласующего транзистора 9, ВЬЕХОДНОЙ вывод Ю, .вывод 11 обратной связи, общий вывод 12 и входной вьшод 13.

К выходу стабилизатора 1 подключен делитель напряжения на резисторах 14 и 15. Аналогичные выводы и делитель име- от стабилизаторы 2-4,

Каждый из источников 6-8 имеет выходное напряжение, составляющее несколько процентов от выходного напряжения истбчника 5.

. Величины сопротивлений резистсров делителей подобраны так, что стабилизатор 1 имеет максимальную величину выходного . напряжения, стабилизатор 4 - минимальную а стабилизаторы 2 и 3 - промежуточные, при этом стабилизатор 2 большую, чем ста 3илизатф 3. Разница выходных напря. .жений стабилиза1-фов 1-4 устанавливается равной нестабильности выходного напряжения выбранного типа стабилизатора.

Предлагаемый стабилизированный источник питания работает следующим образом.

При минимуме суммарное напряжение

источников 5-8 должно быть больше выходного напряжения, а при максимуме напряжение на источнике 5 должно быть большим, чем выходное. В последнем случае весь ток нагрузки пропускает регулирующий транзистор стабилизатора 1, поскольку выходное напряжение последнего имеет наибольшую величину. Регулирующие транзисторы стабилизаторов 2-4 заперты собственными усилителями, поскольку напряжение на их выходах больше напряжени стабилизации. При монотонном уменьшении , напряжения источников 5-8 вначале приближается к состоянию насыщения регулиру ющt(й транзистор стабилизатора 1, выходное напряжение этого стабилизатора и всего устройства уменьшается на небольшую величину, после чего ток нагрузки пропускает регулирующий транзистор стабилизатора 2, а после его насыщения силовой ток пропускают по очереди стабилизаторы 3 и 4. При монотонном увеличении напряжения источников 5-8 процессы протека-

14

ют в обратном порядке. Таким образом ток нагрузки устройства пропускает один из стабилизаторов, при- этом максимал ное падение напряжения на нем составляет долю от диапазона изменения напряжения источнико15 5-8, при этом Tev меньшую долю, чем больше дополнительных стабилизаторов взято. Для уменьшения минимального напряжения на регулирую-щих транзисторах стабилизаторов 1-3 коллекторы согласующих транзисторов подключены к несколько большему напряжению, при этом в зависимости от типа примененного стабилизатора и величины выходного напряжения выгодно подключить его к выходу не соседнего стабилизатора, а через 1-2 стабилизатора. Диоды во входных цепях стабилизаторов 1-3 служат для исключения обратных токов через регулирующие и согласующие транзисторы и защиты эмиттерньк переходов, когда при минимальном напряжении источников 5-8 пропускает ток стабилизатор 4, а напряжения на входах стабилизаторов 1-3 меньше, чем на выходах.

Если источники 5-7 уже имеют диоды В выходных выводах, или если обратные напряжения на эмиттерных переходах не достигают предельных значений, диоды не нужны. Из схемы видно, что количество дополнительных стабилизаторов и источников может быть уменьшено или увеличено В качестве; источников 5-8 может быт выпрямитель с вторичной обмоткой трансформатора с нулевой точкой и с симмег- ричными отпайками с обеих сгорся, к когфым подключены диоды.

Нестабильность выходного напряжения каждого из стабилизаторов при изменений входного напряжения уменьшена по орав- ненио с паспфтной, поскольку уменьшен диапазси входного напряжения, В связи с этим нестабильность выходного напряжени всего устройства не на много больше паспортной нестабильности примененного стабилизатора. Потери мощности на регулирование уменьшены по сравнению с отдельным стабилиза Ьором в несколько раз, а КПД предлагаемого источника питания может быть больше 80-90%. Особенно эф фективен предлагаемый источник при использовании в нем сильноточных стабилизаторов 142ЕН4(10-3DB; 1А) и 142БНА (5,6В, ЗА), котсрые при работе в одиночку гребуют радиатора для охлаждения, а в предлагаемом устройстве не гребуют. Таким образом, уменьшаются габаритные размеры и вес устройства. Меньшее вьшеление .моошости в устройст ве приводит к меньшему перегреву NtHKp , следовательно, к повьпиению надежности. Кроме того, при неисправностях (обрывах) в стабилизаторах источник продолжает нормально функционировать. Формула и а о б р е т е н и я Стабилизированный истошик пнтания постоянного напряжения содержащий основной источник напряжения и N допол нигельных, основнс стабилизатор напряжения и N дополнительных, причем все стабилизаторы соединены выходами парал лельно между собой и подключены к выводам для подсоединения нагрузки, о тличающийся тем, что, с целью псжьпиения КПД путем уменьшения потб;рь мощности на регулирование, входы основного и N-1 дополни тельных стабилизаторов напряжения подключены к выходям соответствующих основного и N-1 дополнител чьк источников питания через диоды, а выход N -го дополнительного стабилизатора соединен с выходом N -го дополнительного источника напряжения непосредственно, все источники напряжения соединены последовательно между собой, причем выходное на тряжение стабилизатора подключенного к большему числу последовательно соединенных источников напряжения, меньше, чем выхатное напряжение стабилизатора, подключеннот-о к меньшему числу указанных источников. , I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю. И. Конева, вып. 4, Сов. Радио, 1973, с. 46. 2.Электроника, 1977, № 19, с.8О, рис. 1.