Стабилизатор постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111966678, (22) Заявлено 24.04. 81(21) 3280759/24-07 511 М. Кл.з сприсоедииением заявки Мо" С 05 1 1/56 Государственный комитет ССС Р по делам изобретениИ н открытий(23) Приоритет Опубликовано 1510.82 Бюллетень М 38 Дата опубликования описания 15.10. 82(531 УДК 621.316. . 722. 1(088, 8) 2) Авторыизобретения Ю И. Анто ямец оксарский электроаппаратурный завод и Чувашокий государственный университет им. И. Н. 5 льянюваели) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИ кам та 5ого Изобретение относится к источни вторичного электропитания и может быть использовано в источниках пи ния, предназначенных для работы в широком диапазоне изменения входи напряжения.Известен параметрический стабилизатор напряжения, состоящий иэ балластного резистора и стабилитрона 1.Сопротивление балластного резистора выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить номинальный .уровень напряжения на выходе стабилизатора при минимальном входном напряжении и максимальной нагрузке. В связи с тем, что при этом мощность, выделяемая на .балластном резисторе, соизмерима с мощностью нагрузки, КПД стабилизатора низок.2Наиболее близким к предлагаемому изобретению является компенсационный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно с нагрузкой, Его работой управляет параметрический стабилизатор напряжения, подключенный параллельно к силовым шинам 2 ),Ввиду. того, что избыток входного напряжения выделяется на регулирующеь транзисторе, при работе в широком 30 диапазо е изменения входного напряжения требуется транзистор с высоким номинальным напряжением. Кроме того, изменение входного напряжения приво" дит к изменению тока через стабилитрон, вызывая в результате изменение напряжения на выходе стабилизатора в целом.В силу указанных причин стабилизатор имеет ограниченный диапазон стабилизации напряжения и пониженный коэффициент стабилизации.Цель изобретения - расширение ди" апазона изменения входного напряжения стабилизатора, повышение его КПД и коэффициента стабилизации.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирукщий транзистор, база которого соединена с его коллектором и общей шиной соответственно через резистор и стабилитрон, а эмиттер подключен к выходному выводу, введены и регулирующих транзисторов, и резисторов и и+1 стабилитронов, при этом все регули - рующие транзисторы включены последовательно так, как эмиттер.предыдущего транзистора подключен к коллектору последующего, база предыдущего транзистора соединена с эмиттером последующего через введенный стабилитрон,а через введенный резистор - с входным выводом, через введенный стаби,литрон подключенным к коллекторупервого регулирующего транзистора. , 5Благодаря такому выполнению стабилизатора избыток входного напряжения распределяется по всем транзисторам так, что напряжение на каждом иэ них не превышает определенного значения. В силу этого ограничивается и мощность, рассеиваемаяна каждом иэ транзисторов.На чертеже изображена схема стабилизатора. 15Стабилизатор содержит первый транзистор 1, включенный последовательнос нагрузкой 2, параметрический ста-билизатор напряжения, выполненныйна резисторе 3 и стабилитроне 4,20а также дополнительные транзисторы5, 6 и 7 стабилитроны 8, 9 и 10,смещающие резисторы 11, 12 и 13 исмещающий стабилитрон 14,В схеме стабилизатора каждый транзисторный каскад по отношению к пре-дыдущему представляет своесбразныйкомпенсационный стабилизатор. Так,если первый каскад на транзисторе 1служит стабилизатором для нагрузки 2,то второй каскад, выполненный на ос 30нове транзистора 5, стабилизйруетнапряжение на входе первого и такдалее.Работа стабилизатора состоит вследующем.ЗУЕсли напряжение. на входе стабилизатора ниже номинальной величины,то транзисторы 5-7 открыты токамй,протекающими через смещающие резисторы 11-13 и через транзистор 1, открытый током резистора 3, Стабилитрон 14 создает напряжение, необходимое для протекания этих токов.Благодаря этому, входное напряжениеза вычетом падения напряжения на 45смещающем стабилитроне 14 практически полностью прикладывается к входупервого каскада.При повышении напряжения на-входетранзистор 1 уменьшает свою проводимость, стремясь сохранить уровеньнапряжения на нагрузке неизменным.Падение напряжения на нем растет,и при достижении им напряжения пробоястабилитрона 8 ток смещения транзистора 5 переключается в стабилитрон 8.Транзистор 5 выходит в активный режим, благодаря чему напряжение навходе первого каскада поддерживаетсянеизменным на уровне, практическиравном сумме напряжений пробоя стабилитронов 4 и 8.Дальнейшее повышение входногонапряжения приводит к увеличениючисла каскадов, транзисторы которыхвыходят в активный режим. При этом . 65 напряжение на каждом из них не пре- вышает, за счет работы последующих каскадов, напряжения пробоя стабилитрона, включенного между эмиттером транзистора данного и базой последующего каскадов. Поэтому и напряжение, и мощность, выделяемая на каждом из транзисторов, не могут превысить допустимых значений.Токи, протекающие по резисторам 11-13 цепей управления отдельными каскадами, являются составлякщими общего тока, протекающего через нагрузку, т.е. они не увеличивают ток отбираемый от источника, который, таким образом, определяется только величиной нагрузки и не зависит от диапазона стабилизации напряжения.Как известно, при прочих равных условиях коэффициент стабилизации стабилизатора, состоящего из нескольких каскадно соединенных отдельных стабилизаторов выше, чем одного каскада. Это положение справедливо и для предлагаемого стабилизатора, так как в нем каждый последующий каскадслужитдля предыдущего своеобразным стабилизатором. В то же время в данном стабилизаторе в отли чие от известных компенсационных стабилизаторов напряжение на входе параметрического стабилизатора (ре" зистор 3 и стабилитрон 4), служащего схемой управления транзистором 1, поддерживается неизменным. Так как ток в стабилитроне 4 при этом имеет неизменную величину, то стабилизатор обладает высоким .коэффициентом стабилизации.Таким образом, введение в стаби лизатор дополнительных элементов, а также включение их описанным образом позволяют расширить диапазон изменения входного напряжения, повысить КПД и коэффициент стабилизации.формула изобретенияСтабилизатор постоянного напряжеьия, содержащий регулирующий тран" зистор, база которого соединена с его коллектором и общей шиной соответственно через резистор и стабилитрон, а эмиттер подключен к выходному выводу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона изменения входного напряжения, повышения КПД и коэффициента стабилизации, в него введены и регулирующих транзисторов, и резисторов и и+1 стабилитронов, при этом все регулирующие транзисторы включены последовательно так, что эмиттер предыдущеготранзистора подключен к коллектору последующего, база предыдущего транзистора соединена с эмитте9666 78 Составитель В. Широко Техред С.Мигунова Л. Авра орректор В. Бутяга Реда Тираж 914 ственного комитета С бретений и открытий Х, Раушская наб 7844/66 ВНИИПИ Государ по делам изо 11 Д 035, Москва, 3 ака одпис ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ром последующего через введенный стабилитрон,а через введенный резистор - с входным выводом, через введенный стабилитрон подключенным к коллектору первого регулирующего -транзистора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1 1. Додик С. Д. Полупроводниковыестабилизаторы постоянного напряжения и тока. Изд-во "Советское радио", 1980, с. 53.2. Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. Иэд-во "Энергия", 1967, с. 33 (прототип).