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

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может быть использовано для питания аппаратуры стабилизированным током. Известен стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий трЙнзис тор, резисторный датчик тока, опорный стабилитрон, компенсирующий резистор Щ . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий два регулирующих транзистора разного типа проводимости, два источника опорного напряжения, два резисторных датчика тока, первую компенсирующую цепь, при этом эмиттеры транзисторов подключены к входному и выходному выводам через датчикитока.и соединены с первой компенсирующей цепью, бэза одного транзистора соединена с коллектором другого транзистора и через источник опорного напряжения подключена К соответствуюи ему входному и выходному вы йоду 2 . Недостатками известных устройств являются низкая стабильность выходного тока и значительная мощность рассеяния на регулирующем транзисторе при перегрузках, что снижает КПД стабилизатора. Цель изобретения - повышение коэффициента стабилизации и повышение КПД путем уменьшения мощности рассеяния на регулирующем транзисторе. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного тока введена вторая компенсирующая цепь, состоящая из резистора и включенная между входным и выходным выводами. При этом первая компенсирующая цепь может быть выполнена на двух резисторах, которые шунтируют коллекторноэмИттерные переходы соответствующих транзистора с источником опорного напряжения. Для повышения температурной стабильности стабилизатора следует соэдать тепловой контакт между источником опорного напряжения и регулирующим транзистором. Для расширения пределов регулировки выходного напряжения етабилизатора следует регулирующий транзистор выполнить из несколько последовательно соединенных транзисторов, базы которых через диодно-резистивные цепи соединяются с дополнительным источником напряжения, другой вывод которого подключается к точке соединения источника опорного напряжения с базой регулирующего транзистора. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного тока, на фиг. 2 - электрическая схема стабилизатора с одним регулирующим транзистором, состоя щим из нескольких последовательно сое диненных транзисторов. Стабилизатор постоянного тока (фиг. 1) содержит регулирующие транзисторы 1 и 2, эмиттеры которых через резисторные датчики тока 3 и t подключены к входному 5 и выходному 6 выводам, базы транзисторов 1 и 2 .сое динены с коллекторами транзисторов 2 и 1 и через источники опорного напря жения 7 и 8 соединены с входным 5 и выходным 6 выводами. Первая компенсирующая цепь выполнена в виде резис тора 9 и включена между эмиттерами транзисторов 1 и 2, вторая компенсирующая цепь выполнена на резисторе 1 и включена между выводами 5 и 6. Пер вая компенсирующая цепь может быть выполнена на двух резисторах 11 и 12 которые включаются соответственно между эмиттером транзистора 1(2) и выводом 6(5) стабилизатора. Запуск стабилизатора может осуществляться с помощью цепочки, состоящей из рез стора 13 .и ключа Н и включенной между базой транзистора 1 и общим выводом 15 стабилизатора. Нагрузка включается между выводами 6 и 15, а источник питания - между выводами 5 Регулирующий транзистор стабилиза тора состоит из четырех последовател но соединенных транзисторов 1, 16-18 базы которых через резисторы 19-2t и диоды 25-27 подключены к дополнительному источнику напряжения на ста билитроне 28, подключенным к базе транзистора 1. Ток смещения стабили14трона 28 задается резистором 29 от основного источника питания. Резистор 30 используется для осуществления дополнительной компенсации по входному напряжению питания. Второй компенсирующий резистор 10 предназначен для компенсации уменьшения выходного тока при увеличении питающего напряжения от действия первой компенсирующей отрицательной связи через резистор 9 (или через резисторы 11 и 12). Стабилизатор постоянного тока (фиг. 1) работает следующим образом. После запуска стабилизатора резистор 13 отключается ключом 14. Ток транзисторов 1 и 2 определяется источником опорного напряжения 7 и 8 и резисторами 3 и i. При. увеличении питающего напряжения растет напряжение на регулирующих транзисторах 1 и 2, на резисторах 9 и 10. В связи с тем, что напряжение на резисторах 3 и от тока через резистор 9 изменяется линейно, а ток транзисторов 1 и 2 от этого напряжения изменяется нелинейно за счет нелинейности входной характеристики транзистора, то ток нагрузки при отсутствии резистора 10 и при увеличении напряжения сначала увеличивается, а в конце диапазона уменьшается. Ток через резистор 10 увеличивается линейно с ростом напряжения. Соответствующим выбором резисторов 9 и 10 можно скомпенсировать уменьшение тока нагрузки в конце рабочего диапазона изменения питающего напряжения и тем самым в несколько раз повысить стабильность выходного тока. Одновременно введение резистора 10 снижает мощность рассеяния на регулирующих транзисторах 1 и 2 и увеличивает температурную стабильность тока нагрузки. При коротком замыкании в нагрузке регулирующие транзисторы закрываются. Создание теплового контакта между источниками опорного напряжения на диодах 7 и 8 и транзисторами 1 и 2 позволяет снизить дополнительную нестабильность выходного тока за счет разогрева транзисторов. Уменьшение напряжения база-эмиттер транзисторов 1 и 2 от разогрева транзисторов компенсируется уменьшением напряжения источников опорного напряжения 7 и В. . Работа стабилизатора тока (фиг. 2) аналогична рассмотренной. 5 Следует отметить работу самого ре гулирующего транзистора. При минимальном входном напряжении все транзисторы.1, 16-18 полностью открыты. Ток управления транзисторами .16-18 в основном обеспечивается от опорного стабилитрона 28 через развязывающие диоды 25-27 и токозадающие резисторы 23 и 2, При максимальном напряжении питания и минимальном сопротивлении нагрузки напряжения на транзисторах 16-18 определяются выравнивающим делителем напряжения на резисторах 19 22. Данное выполнение регулирующего элемента позволяет расширить диапазон изменения напряжения в сторону меньших значений. Формула изобретения 1. Стабилизатор постоянногЬ тока, содержащий два регулирующих транзистора разного типа проводимости, два источника опорного напряжения, два резисторных датчика тока и первую компенсирующую цепь, при этом эмиттеры транзисторов подключены к входн му и выходному выводам через датчики тока и соединены с первой компенсиру щей цепью, база одного транзистора ч соединена с коллектором другого тран зистора ; и через источник опорного напряжения подключена к соответствую щему входному или выходному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения 0,5 0-уЧ Нг 1 МОЩНОСТИ рассеяния на регулирующих транзисторах и повышения коэффициента стабилизации, в него введена вторая резисторная компенсирующая цепь, включенная между входным и выходным выводами. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что первая компенсирующая цепь состоит из двух резисторов, шунтирующих коллекторноэмиттерный переход соответствующих транзистора и источника опорного напряжения. 3.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, мто источники опорного напряжения имеют тепловой контакт с соответствующим регулирующим транзистором. k. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что регулирующий транзистор состоит из нескольких последовательно соединенных транзисторов, базы которых через диодно резисторные цепи подключены к дополнительному источнику напряжения, другой вывод которого подключен к точке соединения источника опорного напряжения с базой регулирующего транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1.AsTopcKde свидетельство СССР № 153307, кл. G 05 F 1/56, 196t. 2.Курносов А.И. Двухполюсные стабилизаторы тока. М., Электроника, 19б9, с. 13, рис. 9.

У

Фиг.2