Стабилизатор постоянного напряжения

(5 ц 4 с 05 Р 15 РЫТ ИСАНИ ВТОРСКОМУ БРЕ ЕТЕПЬСТ.7 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТ(53) 621.3 16.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 811234, кл. С 05 Р 1/58, 1981.Авторское свидетельство СССР 9 864267, кл. С 05 Р 1/56, 1981. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к входному выводу, эмиттер - к выходному выводу, причем к базе подключен первый вывод источника тока, второй вывод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора; делитель выходного напряжения, входами подключенный к выходным выводам стабилизатора, выходом соединенный с истоком полевого транзистора, затвор которого подключен к общей шине, а стокчерез резистор - к выходному выводу, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью ограничения выходногонапряжения на уровне, близкомк номинальному значению, при выходе иэ строя цепи обратной связи,в него дополнительно введены узелуправления на стабилитроне, дополнительный резистор, токоограничивающий двухполюсник, усилитель тока, входом подключенный к стокУ полевого транзистора,а выходом - кпервому выводу токоограничивающегодвухполюсника, второй вывод которого подключен к точке соединенияузла управления и дополнительногорезистора, другим выводом соединенного с общим выводом стабилизатора,причем другой вывод узла управления подключен к точке соединенияисточника тока и базы регулирующего транзистора.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры.Целью изобретения является ограничение выходного напряжения стабилизатора на уровне, близком к номинальному значению, при выходе из строя цепи обратной связи.На фиг. 1 приведена функциональная схема стабилизатора, на фиг. 2 ; зависимость тока стока полевого транзистора от напряжения затвор - исток; на фиг. 3 - выходное напряжение стабилизатора при отказе в цепи обратйой связи.Стабилизатор постоянного напряжения (фиг. 1) содержит регулирующий транзистор 1, коллектор которого подключен к входному выводу 2, эмиттер - к выходному выводу 3, источник 4 тока, один вь 1- вод которого подключен к базе, а, другой - к коллектору транзистора 1, узел 5 управления, одним выводом подключенный к точке соединения источника 4 тока и регулирующего транзистора 1, а другим выводом - к точке соединения дополнительного резистора 6, второй вывод которого соединен с общим выводом стабилизатора 7, и токоограничивающий двухполюсник 8, другой вывод которого подключен к выходу усилителя 9 тока, общий вывод которого соединен с выходным выводом 3 стабилизатора, а вход подключен к точке соединения резистора 1 О, вторым выводом подключенного к выходному выводу 3 стабилизатора, и сток полевого транзистора 11, зат 1вор которого соединен с общим выводом 7, а исток подключен к выходу рези"тивного делителя 12 выходного напряжения, входами подключенного к выходным выводам 3 и 7 стабилизатора.Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом,При появлении постоянного напряжения на входе стабилизатора начинает работать источник 4 тока, что приводит к появлению тока базы регулирующего транзистора 1, который приоткрывается, и к выходным выводам 3 и 7 стабилизатора прилагается некоторая часть входного напряжения, Это вызывает протекание тока через делитель 12 выходного напряжения, появление входного тока усилителя 9 тока и, какследствие, уменьшение тока черезузел 5 управления и увеличение токабазы транзистора 1. При этом выходное напряжение стабилизатора увеличивается. Это, в свою очередь,приводит к увеличению (по модулю)1 О напряжения сток - исток и напряжения затвор - исток полевого тран-,зистора 11. Увеличение первогоиз этих напряжений приводит сперва к росту величины тока стока по-.15 левого транзистора 11 (на начальном участке характеристики) и стабилизации величины тока при дальнейшем увеличении напряжения стокисток (при постоянном напряжении20 затвор - исток). Увеличение второго из этих напряжений всегда приводит к уменьшению величины токастокаполевого транзистора 11. Такимобразом, ток стока полевого транд эистора 11 сначала увеличивается(при ,малых напряжениях сток -исток),. достигает максимальногозначения, а затем начинает уменьшаться с ростом выходного напряжения стабилизатора (фиг. 2),Увеличение величины тока стокаполевого транзистора 11 приводит кувеличению выходного тока усилителя 9 тока, а следовательно, к увеличению падения напряжения на дополнительном резисторе 6. В результате этого уменьшается напряжение,прикладываемое к узлу 5 управления,выполненному на стабилитроне, чтовызывает уменьшение величины тока,протекающего через узел. 5 управле-ния. Это, в свою очередь, приводитк увеличению тока базы регулирующего транзистора 1 и дальнейшемуросту выходного напряжения стабилизатора, что приводит к дальнейшему росту величины тока стока полевого транзистора 11 и величины выходного тока усилителя 9 тока. Начиная с некоторого значения, величина выходного тока усилителя 9 тока ограничивается максимальным значением, которое определяется величиной тока ограничения токоограничивающего двухполюсника 8.55 Однако выходное напряжение стабилизатора продолжает возрастатьпо величине. При этом ток стока полевого транзистора 11 достигает1 О 15 20 25 30 35 40 45 максимального значения (фиг. 2) и начинает уменьшаться по величине. Начиная с некоторой величины тока стока, уменьшение тока стока приводит к уменьшению величины выходного тока усилителя 9 тока. При этом величина падения напряжения на дополнительном резисторе 6 уменьшается (за счет уменьшения величины выходного тока усилителя 9 тока). Следовательно, увеличивается напряжение, приложенное к узлу 5 управления, что вызывает увеличение величины тока через узел 5 управления. Это уменьшает ток базы и ток коллектора регулирующего транзистора 1 и уменьшает скорость заряда выходного корректирующего конденсатора (не показан). Дальнейший рост выходного напряжения теперь вызывает уменьшение величины тока стока полевого транзистора 11, уменьшение величины выходного тока усилителя 9 тока, увеличение величины тока через узел управления и дальнейшее уменьшение тока базы регулирующего транзистора 1. Этоприводит к приэакрыванию регулирующего транзистора 1 и еще большему уменьшению скорости роста выходного напряжения стабилизатора.По истечении времени переходного процесса на выходе стабилизатора устанавливается номинальное значение выходного напряжения, которое при достаточно большом коэффициенте усиления тока усилителя 9 тока можно определить в соответствии со Следующим выражениемовот" угде Б . - напряжение на выходе стабилизатораБо - напряжение отсечки полевого транзистора 11- коэффициент передачи делителя 12 выходного напряжения.Рассмотрим работу стабилизатора при воздействии дестабилизирующих факторов. При увеличении выходного напря" жения, вызванном увеличением входного напряжения стабилизатора, увеличивается ток через делитель 12 выходного напряжения, что приводит к призакрыванию полевого транзистора 11 и уменьшению тока стока. Уменьшение входного тока усилителя 9 тока вызывает уменьшение токачерез дополнительный резистор 6,а значит увеличение тока узла 5управления и уменьшение тока базырегулирующего транзистора 1, чтоприводит к возвращению выходногонапряжения к установившемуся значению. При уменьшении выходногонапряжения процесс протекает вобратном направлении - уменьшениетока через делитель 12 выходногонапряжения вызывает увеличениетока стока полевого транзистора 11,увеличение выходного тока усилителя 9 тока, уменьшение тока узла 5 управления, увеличение токабазы регулирующего транзистора 1и возвращение выходного напряженияк установившемуся значению. Аналогично протекают процессы в стабилизаторе при изменении выходногонапряжения, вызванном изменениемтока нагрузки стабилизатора,Рассмотрим работу стабилизаторапри отказах в цепи обратной связи.Отказы в цепи обратной связиприводят либо к уменьшению величины выходного тока усилителя 9тока до нуля, либо к увеличениюего величины до максимального значения, которое определяется величиной тока ограничения токоограничивающего двухполюсника 8,Отказ в цепи обратной связи, сопровождающийся уменьшением величины выходного тока усилителя 9 тока до нулевого значения, приводит к уменьшению величины напряжения на выхопе стабилизатора (фиг, За) по сравнению с установившимся значением Бпо так как в этом случае через узел 5 управления протекает . максимальный ток. Ток базы регулирующего транзистора 1 при этомминимальный по величине. Отказ в цепи обратной связи, сопровождающийся увеличением величины выходного тока усилителя 9 до максимального значения, определяемого величиной тока ограничения токоограничивающего двухполюсника 8, приводит к увеличению величины напряжения на выходе стабилизатора (фиг. Зб) по сравнению с установившимся значением П , так как в1180867 Составитель С. ГорбачеТехред Л.Микеш И. Эрдейи дактор Г. Волк орр э 5923/46 Тираж 862 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Зак Подпис 5 ППИ "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Фил этом случае через узел управленияпротекает минимальный ток. Ток базы регулирующего транзистора 1 приэтом максимальный по величине, ноего величина значительно меньше величины тока источника 4 тока, чтопозволяет ограничить выходное. напряжение стабилизатора на уровне, близком к номинальному выходному напряжению. Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения позволяет осуществить ограничение выходного напряжения на уровне, близком к номинальному значению при выходе иэстроя цели обратной связи, что оченьважно при питании от стабилизаторааппаратуры, не допускающей сущест О венного изменения значений питаюших напряжений.