Стабилизированный источник питания

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 250479 (21) 2756558/24-07с присоединением заявки Иф(23) ПриоритетОпубликовано 23.10,80, Бюллетень Мф 39Дата опубликования описания 231080 С 05 Г 1/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных устройств автоматики и вычислительной техники5Известны стабилизированные источники питания, содержащие микросхемные стабилизаторы, работающие на общую нагрузку 11) .Недостатком этих источников являются низкие КПД и надежность, недостаточно малые вес и габариты.Наиболее близкий предлагаемому стабилизированный источник питания содержит И +1-нестабильных источников напряжения, Й +1-микросхемных стабилизаторов, каждый с выводами: входным, выходным и общим, выходной вывод каждого из стабилизаторов соединен с выходным выводом устройства (2).Однако известное устройство также имеет низкий КПД, обусловленный большими потерями мощности на регулирование, недостаточно высокую надежность, большие вес и габариты.25 Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения потерь мощности на регулирование, повышение надежности, уменьшение веса и габаритов,Указанная цель достигается тем, что в стабилизированном источнике питания, содержащем Ф +1-нестабильных источников напряжения, Ф +1-микро- схемных стабилизаторов, каждый с выводами: входным, выходным и общим, выходиой вывод каждого иэ стабилизаторов соединен с выходным выводом устройства, к выходу устройства подключены Й-цепей, каждая из которых содержит два последовательно вклю- ченныХ резистора, средние точки этих цепей подключены к общим выводам микросхемных стабилизаторов, а нестабильные источники напряжения включены последовательно и к их промежуточным точкам подключены входные выводы стабилизаторов. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого стабилизированного источника питания.Устройство содержит однотипные микросхемные непрерывные стабилизаторы 1-4, последовательно соединенные нестабильные источники напряжения 5-8, резисторы 9-14. Стабилизатор имеет выводы; входной 15, выходной 16 и общий 17. Напряжение камского иэисточников 6-8 составляет обычно 510 от напряжения источника 5,Предлагаемый источник питанияработает следующим образом,Источник 5 вместе с резисторами 9и 10 обеспечивает на выходе устройства напряжение, большее выходногонапряжения стабилизатора 1 на величину падения напряжения в резисторе 9.Через последний протекает ток потребления стабилизатора 1 (обычно несколько мА ) и ток определяемый ре- Йэистором 10, величина сопротивлениякоторого выбирается такой, чтобы токчерез него был в несколько раз больше тока потребления стабилизатора,что стабилизирует напряжение на ре", 35эисторе 9 и, следовательно, выходноенапряжение устройства. Аналогично ис,точник 6 с резисторами 11, 12 и источник 7 с резисторами 13, 14 подаютна выход напряжения большие, чем на- щпряжения стабилизаторов. При этомрезисторы 10, 12 и 14 могут иметьравную величину сопротивления, асопротивление резистора 13 выбирается таким, чтобы падение напряженияна нем было равно величине нестабильности стабилизатора. Сопротивлениярезисторов 11 и 9 выбираются соответственно в 2 и 3 раза большимв.Минимальное суммарное напряжениеисточников 5-8 должно быть большевыходногонапряжения устройства, амаксимальное напряжение источника5 должно быть больше выходного. Впоследнем случае весь ток нагрузкипропускает регулирующий транзисторстабилизатора 1. Регулирующие транзисторы стабилизаторов 2-4 запертысобственными устройствами управления,поскольку напряжения на выходахэтих стабилизаторов выше, чем их на Опряжение стабилизации.При монотонном уменьшении напряжения источников 5-8 вначале приближается к состоянию насыщения регулирующий транзистор стабилизатора 1,после чего выходное напряжение устройства уменьшается на небольшую величину и ток нагрузки пропускает регулирующий транзистор стабилизатора2, а после его насыщения силовой токпропускают по очереди стабилизаторы3 и 4.При монотонном увеличении напряжения источников 5-8 описанныепроцессы протекают в обратном порядке.Таким образом,ток нагрузки устройства всегда пропускает один иэ стаби- Ылиэаторов,при этом максимальное падение напряжения на нем составляет темменьшую долю от диапазона изменениясуммарного напряжения источников 58,чем больше стабилизаторов взято. щДиоды во входных цепях стабилизаторов 1-3 служат для исключения обратных токов через регулирующие транзисторы и защиты их эмиттерных переходов, когда пропускает ток ста билизатор 4. Если источники 5-7 уж.,имеют диоды в выходных цепях или если обратные напряжения на эмиттерныхпереходах не достигают предельныхзначений, диоды не нужны.В качестве источников 5-8 можетбыть использован выпрямитель с вторичной обмоткой трансформатора с нулевой точкой и с симметричными отпайками с обеих сторон, к которым подключены диоды.Потери мощности на регулированиеуменьшены по сравнению с прототипомв несколько раз, а КПД предлагаемого источника питания может быть более 80. При применении в устройствестабилизаторов типа 142 ЕН 5 А (5 В,3 А Окэ; - 25 В, Р.7,5 Вт)они могут быть использованы на полный ток, тогда как при работе в одиночку иэ-за ограниченной мощностирассеяния даже при небольших колебаниях входного напряжения стабилизаторы используются на 1-1,5 А, т.е.использование стабилизаторов в предлагаемой схеме не приводит к увеличению числа необходимых стабилизаторов, однако происходит существенноеуменьшение объема и веса радиаторовдля них. Меньшее выделение мощностиприводит к меньшему. перегреву микросхем и, следовательно, к повышениюнадежности. Кроме того, при неисправностях (обрывах ) в стабилизаторахисточник продолжает нормально Функционировать.с худшим КПД,Формула изобретенияСтабилизированный источник питания, содержащий И+1 (И -" 1,2,3)-нестабильных источников напряжения,И+1-микросхемных стабилизаторов, каж-дый с выводами", входным выходным и общим, выходной вывод каждого изстабилизаторов соединен с выходным выводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения КПД путем уменьшения потерь мощности на ре" гулирование, повышения надежности, уменьшения веса и габаритов, к выходу устройства подключены И-цепей, каждая из которых содержит два последовательно включенных резистора;средние точки каждой иэ этих цепейподключены к общим выводам каждого иэ М-микросхемных стабилизаторов,а нестабильные источники напряжения включены последовательно и к их промежуточным точкам подключены входныевыводы стабилизаторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по полупроводниковой электронике под ред. Ллойда П,Хантера. М., "Машиностроение", 1975, с. 376, рис, 6,52.2. Бханумурти. Параллельное соеди- нение источни;ов питания постоянноготока. - "Электроника", 1977, Р 19,с. 80, рис. 1.773602 Составитель В.ПоляковаТехред Н.граб Корректор Г.Назарова Редактор А.Маковская Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7504/61 Тираж 956 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5