Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Известен стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий каскад, выполненный по схеме составного транзистора, при этом эмиттер силового транзистора подключен к выходной клемме, коллектор через резистор - ко входной клемме и к коллектору вспомогательного -транзистора, эмиттер которого соединен с базой силового транзистора, а база - с выходом узла управления 1.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий каскад на силовом и вспомогательном транзисторах разного типа проводимости, причем коллектор силового транзистора соединен с входной, эмиттер - с выходной клеммой, а база через первый резистор - с базой вспомогательного транзистора, устройство управления, состоящее из усилителя постоянного тока и источника опорного напряжения, второй резистор и устройство защиты от перегрузки по току.

включенное параллельно входным клеммам 2.

Устройство защиты в предлагаемом стабилизаторе не рассматривается, так как имеет самостоятельное функциональное значение.

Недостатком указанного стабилизатора является низкий КПД из-за того, что больщая мощность рассеивается на силовом транзисторе при высоком напряжении питания.

Цель изобретения - повыщение КПД путем уменьщения мощности, рассеиваемой на силовом транзисторе.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирующий каскад на силовом и вспомогательном транзисторах разного типа проводимости, причем коллектор силового транзистора соединен с входной, эмиттер - с выходной клеммой, а база через первый резистор - с базой вспомогательного транзистора, которая соединена с выходом узла управления, и второй резистор, база силового транзистора соединена с эмиттером вспомогательного и через второй резистор с входной клеммой, а коллектор вспомогательного транзистора соединен с выходной клеммой.

Такое соединение позволяет пропустить часть тока нагрузки через второй резистор и вспомогательный транзистор, таким образом уменьшить ток силового транзистора и рассеиваемую на нем мощность. При этом вспомогательный транзистор работает при малом напряжении между коллектором и эмиттером и рассеиваемая на нем мощность не зелика.

На чертеже представлена схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор включает в себя регулирующий каскад, выполненный на силовом 1 и вспомогательном 2 транзисторах. Входная клемма 3 соединена с коллектором силового транзистора 1 и через второй резистор 4 с базой силового 1 и эмиттером вспомогательного 2 транзисторов. Эмиттер силового 1 и коллектор вспомогательного 2 транзисторов соединены с выходной клеммой 5. База вспомогательного транзистора 2 соединена с выходом узла 6 управления и через первый резистор 7 с базой силового транзистора 1.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При поступлении на входную клемму 3 напряжения питания наименьшей допустимой величины через резистор 4 протекает ток, который осуществляет запитку базы силового транзистора 1 и через резистор 7 узла 6 управления, который в частном случае может быть выполнен в виде стабилитрона. На выходной клемме 5 устанавливается напряжение, величина которого определяется узлом управления. Ток нагрузки протекает через силовой транзистор 1. Вспомогательный транзистор 2 закрыт вследствие малой величины падения напряжения на резисторе 7. При увеличении напряжения питания падение напряжения на резисторе 7 увеличивается и вызывает открывание транзистора 2. При этом часть тока резистора 4 пропускается в нагрузку и вызывает соответствующее уменьшение тока силового транзистора 1. После открывания транзистора 2 ток узла управления в диапазоне допустимых напряжений питания изменяется слабо. При дальнейшем увеличении напряжения питания происходит увеличение тока транзистора 2 и уменьшение тока транзистора 1. При достижении верхней границы допустимых напряжений питания транзистор 1 закрывается. Весь ток нагрузки протекает через транзистор 2. Мощность, рассеиваемая на транзисторе 2, невелика, поскольку он работает в режиме, близком к режиму насыщения. Величина напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 2 не превышает порога открывания транзистора 1. При превышении напряжением питания допустимой величины происходит насыщение транзистора 2 и увеличение тока узла 6 управления.

Таким образом, при изменении напряжения питания от минимальной допустимой (-мин) - максимальной допустимой (U,,,} величины ток силового транзистора изменяется от величины тока нагрузки 1нДО нуля. Поскольку напряжение питания и ток силового транзистора в рассматриваемой схеме связаны линейной зависимостью, то максимальная величина мощности, рассеиваемой на силовом транзисторе, при UMMH. ЬГвыл равна Р„акс.. 1/4 {и„акс.)

В известном устройстве максимальная величина мощности ,пp. (имакс X 1ц- Следовательно, в предлагаемом стабилизаторе напряжения достигается уменьшение мощности, рассеиваемой на силовом транзисторе, в 4 раза.

Использование предлагаемого стабилизатора напряжения позволяет уменьшить мощность, рассеиваемую на силовом транзисторе.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий каскад на силовом и вспомогательном транзисторах разного типа проводимости, причем коллектор

j силового транзистора соединен с входной, эмиттер - с выходной клеммой, а база через первый резистор - с базой вспомогательного транзистора, которая соединена с выходом узла управления, и второй резистор, отличающийся тем, что, с целью

0 повыщения КПД путем уменьшения мощности рассеиваемой на силовом транзисторе, база силового транзистора соединена с эмиттером вспомогательного и через второй резистор - с входной клеммой, а коллектор вспомогательного транзистора соединен с выходной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 тока. М., «Энергия, 1967, с. 56, рис. 37 а.

2.Авторское свидетельство СССР № 408295, кл. G 05 F 1/58, 1973.