Стабилизатор постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 11898 19 з(51) д 05 Г 1/56 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) и Шахтинский технологический, институт бытового обслуживания(54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент, усилитель си гнала рассогласования, функционально совмещенный с источником опорного напряжения, делитель выходного напряжения, цепь задания статического режима, выходной транзистор, первый и второй токозадающие транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем силовой вход регулирующего элемента соединен с входным выводом, с коллектором второго вспомогательного транзистора и с эмиттером, первого токозадающего транзистора, база которого подключена к коллектору первого вспомогательного транзистора, управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор связан с базой первого вспомогательного транзистора, выход регулирующего элемента соединен с выходным выводом и с первым входом усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, а выход связан с базой выходного транзистора, коллектор которого соединен с выходным выводом, вход цепи задания статического режима подключен параллельно регулирую. шему элементу, а выход - к базе второго токозадающего транзистора, отличающиисл тем, что, с целью увеличения К 11 Д и повышения надежности стабилизатора путем уменьшения тока потребления и упрощения схемы, база второго вспомогательного транзистора соединена с коллектором первого токозадающего транзистора и управляющим входом регулирующего элемен. та, а эмиттер соединен с эмиттером первого вспомогательного транзистора и коллекторомм второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен с выходным выводом, а эмиттер выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного транзистора.Изооретецие относится к электротехнике конкретнок регуляторам напряжения постоя ц ного тока.).Известны стабилизаторы постоянного напряжения последовательного типа, содержаниц регулируюгций элемент, усилитель сигнала рассогласования, делитель выходцоп напряжения, цепь задания статического режима (11 и 12.Наиболеблизким к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержагций регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, функционально совмещенный с источником опорного напряжения, делитель выходного напряжения, цепь задания статического режима, выходной транзистор, первый и второй токозадаюшие транзисторы, первый и второй, третий и четвертый вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем си;ивой вход регулирующего элемента соединен с входным выводом, с коллектором второго вспомогательного транзистора и с эмцттером первого токозадающего транзистора, база которого подключена к коллектору первого вспомогательного транзистора, управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор связан с базой первого вспомогательного транзистора, выход регулирующего элемента соедицсц с выходным выводом и с первым входом усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, а выход соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого связан с выходным выводом, цепь задания статического режима подключена входом параллельно регулирующему элементу, а выходом - к базе второго токозадающего транзистора 21.Известные стабилизаторы имеют сравнительно небольшой КПД и невысокую надежность, обусловленные сравнительно большим током потребления и сложной схемой.Цель изобретения - увеличение КПД и повышение надежности стабилизатора путем,уменьшения тока потребления и упрощения схемы.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, функционально совмещенный с источником опорного напряжения, делитель выходного напряжения, цепь задания статического режима, выходной транзистор, первый и второй токозадающие транзисторы, первый и второй вспомогательные транзисторы, первый резистор, причем силовой вход регулирующего элемента соединен с входным выводом, с коллектором второго вспомогательного транзистора и с эмиттером первого токозадаюшего транзистора, база которого подключена к коллектору первого вспомога соединен с базой транзистора 9 и коллекто ром транзистора 6 и через резистор 10 свя.зан с эмиттером транзистора 5 и базой транзистора 8, коллектор которого подключен к базе транзистора 6. Выход элемента 1 соединен с выходным выводом 12 и через делитель 3 связан с обшей шиной 13. Первый 45 вход усилителя сигнала рассогласованиясоединен с выходным выводом 12. Выход цепи 4 задания статического режима подключен параллельно регулирующему элементу 1, связан с базой транзистора 7, эмиттер которого соединен с выходным выводом 12.Стабилизатор работает следующим образом.При изменении выходного напряжениясигнал рассогласования через делитель 3 55 поступает на вход усилителя 2 и . усилившись, воздействует на управляющий вход регулирующего элемента 1, при это на его выходе появляется прира шенце тока,5 О 15 20 253035 тельного транзистора, управляющий вход регулирующего элемента через первый резистор связан с базой первого вспомогательного транзистора, выход регулирующего элемента соединен с выходным выводом и с первым входом усилителя сигнала рассог ласования, второй вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, а выход связан с базой выходного транзистора, коллектор которого соединен с вы ходным выводом, вход цепи задания статического режима подключен параллельнорегулирующему элементу, а выход - к ба-, зе второго токозадающего транзистора, база второго вспомогательного транзистора соединена с коллектором первого токозадающего транзистора и управляющим входом регулирующего элемента, а эмиттерсоединен с эмиттером первого вспомогатель -ного транзистора и коллектором второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен с выходным выводом, а эмиттер выходного транзистора соединен с базой первого вспомогательного транзистора.На чертеже приведена схема стабилизатора напряжения.Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, усилитель 2 сигнала рассогласования, функционально совмещенный. с источником опорного напряжения, делитель 3 выходного напряжения, цепь 4 задания статического режима, выходной транзистор 5, первый 6 и второй 7 токозадающие транзисторы, первый 8 и второй 9 вспомогательные транзисторы и первый резистор 10. Силовой вход регулирующего элемента 1 соединен с входным выводом 11 и с эмиттером транзистора 6 и коллектором транзистора 9; эмиттер которого подключенк эмиттеру транзистора 8 и коллектору транзистора 7, Управляющий вход элемента 11118984 Заказ 7452/35 Патент, г. Подннгноероектная, 4 Тираж ьород,ВНИИПИ филиал П которое компенсирует первоначальное изменение выходного напряжения.В стабилизаторе коллекторный ток токозадаюшего транзистора 6 изменяется " зависимости от изменения тока 1 нагрузки стабилизатора. Статический уровень тока 1-ранзистора 6 при холостом ходе на выходе стабилизатора выбирается достаточно малым (десятки и сотни микроампер), при этом обеспечивается малый ток потребления всего стабилизатора. При появлении в стабилизаторе значительного тока 1 нагрузки возникает приращение тока 1 вна входе регулирующего элемента 1 (которое может достигать десятков миллиампер), появляется ток 1,о, приоткрываются транзисторы 8 (1 ка ) и 6, появляется приращение тока 1 к 6. После окончания переходного режима, приращение входного тока 1 вхпрактически полностью компенсирует изменение коллекторного тока ь токозадаюшего транзистора 6 (1 ка вх ) В предлагаемом стабилизаторе это соотношение будет выполняться при любом разбросе параметров транзисторов 6, 8, 9 и регулирующего элемента 1; поскольку взаимная компенсация токов 1 кеи 1 иоснована на приципе следящей связи. Статический режим стабилизатора задается уровнем опорного тока 1 олтокозадаюшего транзистора 7 (десятки и сотни микроампер), а также соответствующим рассогласованием плошадей эмиттерных переходов транзисторов 8 и 9 (Ьуа - 3-55-а ), что достигается реализацией стабилизатора в полупроводниковом исполнении.В стабилизаторе-прототипе также используется цепь компенсации входного тока регулирующего элемента, но поскольку работа этой цепи основана на принципе положительной обратной связи, то ей обязательно присуще явление перекомпенсации или не о докомпенсации тока 1 ик при разбросе нараметров транзисторов. Выполнение словия компенсации для прототипа возможно только для одного единственного сочетания параметров транзисторов. 11 оэтому в стабилизаторе-прототипе (с учетом возможного разброса параметров активных элементов) необходимо выбирать значительно большие статические уровни токов токозадаюших транзисторов по сравнению с предлагаемым стабилизатором.Предлагаемый стабилизатор имеет более низкий (в 2 - 3 раза) ток потребления, на 3 транзистора и 4 резистора меньше но сравнению со стабилизатором-прототипвм.Дополнительное достоинство предлагаемого стабилизатора состоит также в том, что он имеет меньшее минимальное напряжение на регулирующем элементе, что обусловлено изменением способа подключения первого резистора 10 к управляющему входу регулирующего элемента 1, что способствует .увеличению КПД стабилизатора.