Стабилизатор постоянного напряжения

.,1 д,"г т ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ к электрьэованоектронной кторское ашини К,Д.Оси88.8)852128,0 овыспеч ющих транОсуьство СССР 1/569, 1978 ет введещего ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное консбюро вычислительных м(56) Патент Англии Укл, С 05 Р 1/569, 196Авторское свидетелУ 603959, кл, С 05 Р 4) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯИЯ(57) Изобретение относится технике и может быть испол для электропитания радиоэл аппаратуры. Цель изобретен шение надежности путем об выравнивания токов регулир знсторов в динамическом ре ществлению цели способству ние в схему устройства ток1335959 днухпопюсника 7, подключенного к эмиттерам выравнивающих транзисторов 6,1-6.11, При этом выход у,илителя 1 О Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляэлектропитания радиоэлектронной аппаратуры.Цель изобретения - повьппение надежности стабилизатора путем обеспечения выравнивания токов параллельновключенных регулирующих транзисторови в динамическом режиме,На фиг,1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянногонапряжения для случая, когда регулирующие транзисторы включены коллекторами к входному выводу; на фиг2то же, когда регулирующие транзисторы включены коллекторами к выходному выводу,Стабилизатор постоянного напряжения содержит измерительный узел 1,И регулирующих транзисторов 2,1-2.Н,а также И эмиттерных резисторов3.1-3.И и М базовых резисторов 4, -4.И, транзисторную матрицу 5 из Бвыравнивающих транзисторов 6,1-6,Ии токозадающий двухполюсник 7, Измерительно-усилительный узел 1 содержитисточник 8 опорного напряжения, делитель 9 выходного напряжения и усилитель 10 сигнала рассогласования,На схеме фиг,1 регулирующие транзисторы 2,1-2,0 подключены коллекторами к входному выводу 11, а эмиттерами через резисторы 31-3,М - к выходному выводу 12, к которому подключен дополнительный источник 13 питания, от которого питается источник 8опорного напряжения, усилитель 10, атакже коллекторная цепь согласующеготранзистора 14. Двухполюсник 7 выполнен на резисторе 15 и подключен одним выводом к точке 16 объединенияэмиттеров транзисторов матрицы 5, адругим выводом - к общему выводу стабилизатора 17. Элементы 8, 10 и 14входят в состав микросхемы 18,На схеме фиг.2 регулирующие транзисторы 2.1-2.Н подключены коллектосигнала рассогласования подключен кобщей точке базовых резисторов 4.14.11. 2 ил. рами к выходному выводу 19, а эмиттерами через эмиттерные резисторы 3,1-3.3 - к входному выводу 20, В этой схеме в качестве днухполюсникаиспользованы резистор 21 и последовательный дополнительный источник 22 питания,Стабилизатор по фиг,1 работаетследующим образом,Стабилизация выходного напряженияосуществляется сравнением части выходного напряжения на выходе делителя 9 с напряжением источника 8 опорного напряжения, усиленнем полученного сигнала рассогласования усилителем1 О и воздействием через согласующийтранзистор 14 и резисторы 4,1-4.Мна базы транзисторов 2,1-2.Х, сопротивление которых изменяется таким образом, чтобы уменьшить изменение выходного напряжения, вызванное возмущением,26 В данной схеме ток с выхода согласующего транзистора 14 разветвляется на И ветвей, образованных резисторами 4.1-4.М.Ток каждого резистора4,1-4,М далее делится на две части;часть втекает в базу соответствующего регулирующего транзистора 2,1-2,Б,другая часть протекает через переходколлектор-эмиттер соответствующеготранзистора 6,1-6.И матрицы 5,Эмит 35терные резисторы 3,1-3.М имеют одинаковые значения сопротивлений,При отсутствии разброса параметров транзисторов токи через все резисторы 4.1-4,М одинаковы, токи через4 О все базы транзисторов 21-2,3 одинаковы, коллекторные токи транзисторов6.1-6,Б тоже равны.Если, например, транзистор 2,1имеет минимальное напряжение база 45 эмиттер и максимальный коэффициентусиления тока, транзистор 2,2 - максимальное напряжение база-эмиттери минимальный коэффициент усиления10 15 25 30 20 35 40 45 50 55 тока, а транзисторы 2,3-2,И - промежуточные зцачеция этих параметров,то при таком сочетании параметровток через транзистор 2,1 стремитсяк увеличению, ток через транзистор2,2 - к уменьшению, что приводит кувеличению падения напряжения нарезисторе 3.1 и уменьшению напряжения на резисторе 3,2,В итоге на базу транзистора 6.1поступает более высокое напряжение,а на базу транзистора 6.2 - болеенизкое, что приводит к увеличениюколлекторного тока через транзистор6,1 и к уменьшению тока через транзистор 6.2, из-за чего увеличиваетсяпадение напряжения на резисторе 4.1и уменьшается напряжение на резисторе 4,2, что в свою очередь, приводитк уменьшению напряжения (и, следовательно, тока), поступающего на базутранзистора 2,1, и к увеличению напряжения (и тока), поступающего на ба.зу транзистора 2,2,Следовательно, схема препятствует увеличению тока коллектора транзистора 2,1 и уменьшению тока коллек.тора транзистора 2.2, т.енеодинаковому делению токов через параллельные регулирующие транзисторы.Реакция отдельных транзисторов6,3-6,И зависит от того, к какомузначению тока стремятся соответствующие им транзисторы 2.3-2,И, если кбольшему, чем среднее значение токачерез один регулирующий транзистор,то токи соответствуюших им транзисторов 6,3-6.И увеличиваются, увеличивая падения напряжения на соответствующих им резисторах 4.3-4,И, чтоприводит к уменьшению токов соответ,ствующих транзисторов 2,3-2.И. Тетранзисторы 2,3-2,И, ток через которые стремится к меньшему току, чем"реднее значение, получают воздейстние соответствующих им транзисторов6,3-6.И, препятствующее уменьшениюих токов. Таким образом, осуществляется выравнивание токов транзисторов2.1-2,Б,Неравномерность распределения токов между параллельными регулирующими транзисторами определяется неравномерностью напряжений на переходебаза-эмиттер транзисторов 6,1-6.М,которая применением транзисторнойматрицы, содержащей в одном корпусе транзисторы, изготовленные ц течецие одного технологического процесса и из одного исходного материала, сводится к очень небольшим значениям (порядка нескольких милливольт).Резистор 15 выбран таким образом, чтобы ток через него был достаточен для компенсации наиболее неблагоприятного сочетания параметров транзисторов 2,1-2,М.В схеме стабилизатора по фиг, используется дополнительный источник 13 питания, что способствует повышению экономичности стабилизатора из-за уменьшения минимально необходимого падения напряжения между входным 11 и выходным 12 выводами стабилизатора, При этом наличие резисторов 4.1-4,3 не увеличивает потерь мощности в регулирующих транзисторах 2.1-2.И.В качестве регулирующих транзисторов 2,1-2,И применены составные транзисторы. Резистор 15 в принципе может быть подключен не только к общему выводу стабилизатора 17, но и к любому дополнительному источнику питания, потенциал которого ниже потенциала выходного положительного вывода силовой шины стабилизатора 12,В варианте схемы стабилизатора постоянного напряжения по фиг,2 регулирующие транзисторы 2.1-2,И проводимости типа и-р-и подключены коллекторами к выходному выводу 19, образуя стабилизатор отрицательного выходного напряжения. На этой схеме иэмерительно-усилительный узел 1 контура стабилизации выходного напряжения обеспечивает стабилизацию выходного напряжения, изменяя величину тока, вытекающего из выхода усилителя 1 О, Выравнивание токов транзисторов 2,1 2,И осуществляется аналогично рассмотренному для схемы по фиг1,Обе схемы экономичны, так как ввиду малости разницы напряжений перехода база-эмиттер между транзисторами 6,1-6.М матрицы 5 (например, порядка 3 мВ) эмиттерные резисторы 3.1-3,И могут выбираться такими, чтобы падения напряжения на них, а следовательно, и потери мощности были бы небольшими (например, порядка 30 мВ при 107 неравномерности токов), Схемы ста. билизаторов обладают высоким быстродействием при скачкообразном изменении тока нагрузки, так как вызванный возмущением сигнал рассогласования,1335959 Ф.г оставитель В,Есехред В.Кадар Корректор А.Тяско едактор В,Данк аказ 4046/4 Тираж 863осударственного комит делам изобретений и о Москва, (-35, Раушска Подписноета СССРкрытийнабд,4/5 ВНИИПИ 130 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектн усиленный усилителем 10 постоянноготока и согласующим транзистором 4,прикладывается одновременно к базамвсех регулирующих транзисторов 2.152,Н, а двухполюсник 7 обеспечиваетнеобходимый ток через транзисторы6,1-6.М,Предложенное устройство по сравнению с известным обеспечивает выравнивание токов регулирующих транзисторов не только в статическом режиме,но и в динамическом режиме при включении стабилизатора или при скачкообразном увеличении тока нагрузки. 15 Формула изобретенияСтабилизатор постоянного напряже - ния, содержащий 1 регулирующих транзисторов, соединенных параллельно 20 между собой через эмиттерные и базовые резисторы и включенных коллекторно-эмиттерными цепями между входными выходным выводами, усилитель сигнала рассогласования, выход которогосвязан с базами регулирующих транзисторов, а входы соединены с источником опорного напряжения и делителемвыходного напряжения, И выравнивающих транзисторов, эмиттеры которыхобъединены, а коллекторы и базы подключены к базам и эмиттерам соответствующих регулирующих транзисторов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повыщения надежности путемобеспечения выравнивания токов регулирующих транзисторов и в динамическом режиме, в него введен токозадающий двухполюсник, подключенный кэмиттерам выравнивающих транзисторов,а общая точка соединения базовых резисторов подключена к выходу усилителя сигнала рассогласования,