Стабилизатор напряжения с непрерывным регулированием Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к стабилиэированньлм источникам электропитания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры.

. Известен стабилизатор напряжения, содёржа1дий N регулирующих узлов, включенных соответственно между входными и выходным выводом стабилизатора, узел обратной связи, выходом соединенный с управляющими ваодеали регулирующих узлов через последовательно соединенные диоды 1.

Недостатками данного устройства являются низкие надежность КПД, большие вес и габариты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор напряжения с непрерывным регулировани ем; содержащий N+1 транзисторных регулирующих узлов, каждый из которых включен последовательно в цепь между одним из N+1 входных в лводов для подключения источников питания и выходным выводом стабилизатора, при этом первый регулирующий узел подключен к входному выводу подключения источника питания с наиболыпим пичакигжм напряжением, N+1 согласукл.чих транзисторов, подклюЧтшшх :ог, ГЧстьонно коллекторами

к управляющим входам регулирующих узлов через ограничительные резисторы, эмиттерами связанных с общим выводом стабилизатора, базами соединенных с источником базового смещения через резистор, узел обратной связи, входом соединенный с выходными выводами стабилизатора, а выходом - с базс1ми согласующих транзис10торов через развязывающие 2.

Недостатками известного устройства являются низкие надежность КПД, -большие вес и габариты, связанные со сложностью схемы стабилизатора.

15

Цель изобретения - повы1иение надежности и КПД, уменьшение веса и габаритов стабилизатора путем упрощения его схемы.

Поставленная цель достигается

20 тем, что в стабилизаторе напряжения с непрерывным регулированием эмиттеры согласующих транзисторов подключены к общему выводу стабилизатора через стабилитрон, в качестве ис25точника базового смещения использовано выходное напряжение стабилизатора, а разделительные диоды включины последовательной цепью, состояьчей из N диодов, включенной между базой

30 N+1-го согласунхцего транзистора и точкой соединения выхода узла обрат ной связи с базой первого согласующего, транзистора. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема стабилиз тора с непрерывным регулированием с четырьмя f(N 4) регулирующими узла ми . Устройство содержит четыре транзисторных регулирующих узла 1, 2, 3 и 4, включенные между соответству щими входными и выходными выводами стабилизатора, узел обратной связи 5, входом соединенный с выходом ста «билизатора, стабилитрон б, резистор 7, 8/ 9 и 10, включенные между упра ляющими входами регулирующих узлов и коллекторами согласующих транзисТ9РОВ 11-, 12, 13 и 14, эмиттеры которых объединены и подключены к опо ному стабилитрону 6,- а базы через резисторы 15, 16, 17 и 18 подключены с одной стороны к выходному выво ду стабилизатора, а с другой стороны -- к цепочке из трех последовател но соединенных развязывающих диодов 19, 20 и -21, одним концом соединенн с выходом узла обратной связи 5 ста билизатора. Регулирующие узлы 1, 2 ,3 и 4 выполнены на транзисторах с противополо) типами проводимост Узел обратной связи 5 состоит из де лителя выходного напряжения, опорно го стабилитрона и двухкаскадного усилителя постоянного тока, первый каскад которого выполнен по диффере циальной схеме, а второй каскад по схеме с общим эмиттером. Первый регулирующий узел 1 подключен к входному выводу с максимальным пита щим напряжением. Данный стабилизатор работает сле дующим образом. На входных выводах стабилизатора имеются четыре постоя ных напряжения, отличающиеся одно от другого на несколько процентов. При, максимальном входном напряжении пропускает ток и осуществляет регул рование регулирующий узел 4, Весь ток резисторов 16, 17 и 18 и часть тока резистора 15 через диоды 19, 2 и 21 втекает в выход узла обратной связи 5.. При этом транзистор 14 пропускает ток и управляет регулирующим узлом 4, а транзисторы 11, 12 и 13 заперты отрицательными смещениями на их базах, .образованными падениями напряжения на диодах 19, 20 и 21. При увеличении по какой-либо причине выходного напряжения цтабилизатора выход узла 5 потребляет большой ток, при этом меньшая часть тока резистора 15 попадает в базу транзистора 14, уменьшается его коллекторный ток, регулирующий узел 4 запирается, а Выходное напряжение стабилизатора уменьшается до исходной ве.пичииы. Рассмотрим процессы при монотонном уменьшении входного напряжения от его максимальной величины. Вначале приближается к (Насыщению, регулирующий узел 4, после выходное напряжение стабилизатора уменьшается в пределах заданной нес-табильности, что вызывает уменьшение втекающего в выход узла обратной связи 5 тока, при этом весь.ток из резистора 15 поступает в базу транзистора 14, насыщая его, а ток, ограниченный резистором 10, поддерживает регулирующий узел 4 в режиме насыщенияi Далее часть тока резистора 16 начинает протекать э базу транзистора 13, который открывает регулирующий узел 3, и он осуществляет регулирование. Диод 19 при этом не проводит тока, так как, на обоих его выводах потенциалы равны. Далее насыщается регулирующий узел 3, выходной ток узла обратной связи 5 опять уменьшается, весь ток из резистора 16 течет в базу транзистора 13, насыщая его, часть тока резистора 17 поступает в базу транзистора 12, и функции регулирования принимает на себя регулирующий узел 2. Стабилитрон 6 согл асует уровни по постоянному току, его напряжение стабилизации должно быть больше, чем падение напряжения.на диодах 19, 20 и 21. Стабилитрон в регулирующем узле 1 служит для запуска схемы при включении. Регулирующие узлы могут . быть выполнены по другим схемам; с подключением эмиттеров моишых транзисторов к входным клеммам, с использованием транзисторов в регуляторе только одного вида проводимости п-р-п или р-п-р, однако структура схемы управления и преимущества устройства сохраняются, ,если наиболее маломощный транзистор в каждом регуляторе эмиттером связан с входной клеммой. При питании стабилизатора от аккумуляторов в коллекторные цепи регулирующих узлов 2, 3 и 4 должны быть установлены диоды для блокирования обратных токов при минимальном входном напряжении и работающем регулирующем узле 1. При питании же от выпрямителя эти токи заперты диодами выпрямителями. Таким образом, регулирующему узлу , лроводящему ток нагрузки, может быть приложено напряжение не более части диапазона изменения входного напряжения, причем тем меньшей части, чем больше установлено регулирующих узлов в схеме. Таким образом, данное техническое решение позволяет обойтись без дополнительного источника питания и имеет более простую схему,-что повышает надежность и КПД, умепылает вес и габариты стабилизлтор л .