Стабилизатор напряжения постоянного тока

/5 5)5 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1083169, кл. 0 05 Р.1/56; 1982,Авторское свидетельство СССРМ 531140, кл. б 05 Р 1/56, 1974,(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯ Н НОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичногоэлектропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение КПД и надежностиработы. Стабилизатор содержит регулирующие транзисторы 1.1-1.4, отключающиетранзисторы 2.1-2.3, вспомогательныетранзисторы 3.1-3,3, резисторы 4.1-4.3 смещения первой группы, резисторы 5.1 - 5,4смещения второй группы, резисторы 6,1-6,3смещения третьей группы, управляющие осится к электротехнидля использования при ого электропитания рааратуры.ия - пов ышение КПД и 10.1- полюия с одныения в пия наставлена функциональора напряжения постоНа сх10.4 для псов первозрастаюми напряждругих потания, выгрузки, об щие п-р-и-транщие и-р-и-траномогательные резисторы 4.1- ппы, резисторы гул ирую ключа ювсп .1-3.3, ой гру ПИСАН И АВТОРСКОМУ СВ Изобретение отн ке и предназначено реализации вторичн диоэлектронной апп Цель изобретен надежности работы. На чертеже пред ная схема стабилизат янного тока. Он содержит ре зисторы 1.1-1,4, от зисторы 2.1 - 2.3 р-и-р-транзисторы 3 4,3 смещения первдиоды 7.1 - 7.3 первой группы, управляющие диоды 8.1-8.3 второй группы, усилитель 9 сигнала рассогласования. Работа стабилизатора основана на пропускании тока нагрузки через регулирующий транзистор с минимальным падением напряжения между коллектором и змиттером. Напряжения используемых первичных источников питания возрастают в порядке их подключения, При максимальном входном напряжении ток нагрузки проходит только через регулирующий транзистор 1.1. По мере возрастания входного напряжения происходит последовательный перевод в открытое состояние других регулирующих транзисторов и закрытие предыдущих, При снижении входного напряжения процесс переключения регулирующих транзисторов осуществляется в обратном порядке. Выход усилителя 9 сигнала рассогласования всегда подключен только к базе одного из регулирующих транзисторов. 1 ил. 1-5.4 смещения второй группы, резисторы 1-6.3 смещения третьей группы, управля щие диоды 7.1 - 7.3 первой группы, управ яющие диоды 8.1 - 8,3 второй группы илитель 9 сигнала рассогласования. еме отмечены также выводы одключения однополярных вичных источников пита щими в порядке нумерации вы ениями, вывод 11 для подключ люсов первичных источник воды 12,13 для подключен щая шина 14.Регулирующие транзисторы 1,1 - 1,4 включеньь коллектор-эмиттерными переходами между выводами 10.1 - 10,4 и выводом 12. Общая шина 14 включена между выводами 11 и 13. Эмиттерц отключающих транзи сторон 2.1 - 2,3 подключены к базам регулирующих транзисторов 1.1 - 1.3, а базы - к первым выводам резисторов 4.1 - 4.3 смещения первой гоуппы. Вход усилителя 9 сигнала рассогласования соединен с выво дами 12,13, а выход включен между коллектором отключающего транзистора 2,1 и общей шиной 14. Эмиттер-коллекторные переходы вспомогательных транзисторов 3,1. - 3.3 включены последовательно между 15 коллектором отключающего транзистора 2,1 и базой регулирующего транзистора 1,4, вторые выводы резисторов 4.1 - 4.3 смещения первой группы соединены с коллекторами отключающих транзисторов 2.1 - 2.3, 20 подключенными, начиная с транзистора 2,2, к коллектррам вспомогательных транзисторов 3.1, 3,2. Резисторы 5,1 - 5.4 смещения второй группы включены между эмиттерами и базами регулирующих транзисторов 1.1 - 25 1.4, резисторы 6.1 - 6,3 смещения третьей группы - между коллекторами и базами вспомогательнь,х транзисторов 3,1-3,3, управляющие диоды 7,1 - 7.3 первой группы - между базами отключающих транзисторов 30 2.1 - 2,3 и коллекторами регулирующих трэнзисторов 1,1 - 1,3, а управляющие диоды 8,1-8,3 второй группы - между коллекторами регулирующих транзисторов 1.1-1.3 и базами вспомогательных транзисторов 35 3.1 - 3,3.Работа стабилизатора основана на пропускании тока нагрузки через регулирующий транзистор с минимальным падением напряжения между коллектором и эмитте ром. При максимальном напряжении Ох первичных (входных) источников питания ток нагрузки пропускает только регулирующий транзистор 1,1, управляемый по цепи базы через открытый отключающий транзи стор 2,1, Последний находится в открытом состоянии смещением, подаваемым с коллектора на базу через резистор 4,1, Диод 7,1 при этом имеет непроводящее состояние, поскольку напряжение на его катоде превышает напряжение на аноде, Отключающие 50 транзисторы 2.2, 2.3 также открыты через резисторы 4.2, 4,3, но управляющее напряжение с выхода усилителя 9 сигнала рассогласования на указанные транзисторы не поступает ввиду того, что вспомогательные 55 транзисторы 3,1, 3.2 закрыты положительными закрывающими смещениями на их базах, поступающими через открытые диоды 8,1, 8.2. Вспомогательный транзистор 3.3 закрыт положительным смещением на его базе, поступающим через диод 8,3 с вывода 10,3, относительно эмиттера, который подключен через открытый отключающий транзистор 2,3 и резистор 5.3 к выходу стабилизатора. Токи обратно смещенных переходов вспомогательных транзисторов 3.1 - 3,3 не создают практически падений напряжения на резисторах 5,2 - 5.4 в цепях эмиттеров регулирующих транзисторов 1,2 - 1.4 и эти транзисторы йаходятся в непроводящем состоянии,Сопротивления резисторов 6,1 - 6,3 выбираются значительно большими по величине, чем сопротивления резисторов 5,2 - 5.4, и падения напряжения относительно эмиттеров транзисторов 1,2 - 1,4 на делителях, образованных резисторами 6,3 и 5,4, 6.2 и 5.3, 6,1 и 5,2 (при открытых транзисторах 2,2 и 2,3) малы по величине и недостаточны для открывания регулирующих транзисторов 1.2-1.4, При уменьшении напряжений первичных источников питания до значений, когда напряжение источника, связанного с выводом 10,1, становится меньше, чем выходное, закрывается диод 8.1, поскольку напряжение на его аноде, равное входному напряжению Ох источника, становится меньше, чем напряжение на катоде, который подключен через резистор 6.1, открытый отключающий транзистор 2,2 и резистор 5.2 к выходу стабилизатора. Вспомогательный транзистор 3,1 открывается отрицательным смещением на базе относительно эмиттера, поступающим через резистор 6.1. и подключает выход усилителя 9 сигнала рассогласования через открытые транзисторы 3,1 и 2.2 к базе регулирующего транзистора 1,2, При этом отключающий транзистор 2.1 закрывается через открытый диод 7.1 напряжением Овх, которое меньше, чем напряжение на его эмиттере, подключенном через резистор 5.1 к выходу стабилизатора.Ввиду того, что отключающий транзистор 2.1 оказывается закрытым, исключается шунтирование вь.хода усилителя 9 на выход стабилизатора, При дальнейшем уменьшении входного напряжения Овх, когда напряжение на выходе 10.2 становится меньше выходного напряжения, закрывается диод 8,2, открывается вспомогательный транзистор 3.2 и выход усилителя 9 оказывается подключенным к базе регулирующего транзистора 1,3 через силовые электроды открытых транзисторов 3,1, 3,2 и 2.3, Отключающий транзистор 2,2 закрывается вследствие открывания диода 7.2 и отключает базу регулирующего транзистора 1.2 от выхода усилителя 9, При минимальном вход 1677703ном напряжении Овх закрывается диод 8,3 и открывается вспомогательный транзистор 3,3, присоединяющий базу регулирующего.транзистора 1.4 к выходу усилителя 9 через открытые транзисторы 3.1 и 3,2. База регулирующего транзистора 1.3 отключается от цепи управления благодаря закрыванию отключающего транзистора 2.3 через открытый диод 7.3, При увеличении входного напряжения Ох процессы протекают в обратном направлении: закрываются вспомогательные транзисторы 3,3-3.1 и открываются отключающие транзисторы 2.3 - 2,1.Таким образом, выход усилителя 8 сигнала рассогласования всегда подключен к базе только одного регулирующего транзистора, при этом напряжение на выходе усилителя 9 практически не увеличивается при включении последующих регулирующих транзисторов, чтоуменьшает потери на ре; гулирование и повышает КПД. Последовательная, четко разграниченная коммутация используемых транзисторов предопределяет повышенную эксплуатационную надежность данного стабилизатора.Формула изобретенияСтабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий И регулирующих транзисторов, включенных коллектор-эмиттерными переходами между выводами для подключения однополярных полюсов й первичных источников питания с возрастающими в порядке нумерации выходными напряжениями и первым выводом для подключения нагрузки, общую шину, включенную между выводом для подключения других полюсов первичных источников питания и вторым выводом для подключения нагрузки, Мотключающих транзисторов35. щие диоды первой группы - между базами 40 10 15 20 25 30 того же типа проводимости, эмиттеры которых подключены к базам регулирующих транзисторов тех же порядковых номеров, а базы - к первым выводам соответствующих резисторов смещения первой группы, усилитель сигнала рассогласования, вход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, а выход включен между коллектором первого отключающего транзистора и общей шиной, 8-1 управляющих диодов первой группы, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности работы, в него введены йвспомогательных транзисторов противоположного типа проводимости, Й резисторов смещения второй группы, йрезисторов смещения третьей группы и Нуправляющих диодов второй группы, причем эмиттер-коллекторные переходы вспомогательных транзисторов включены последовательно между коллектором первого отключающего транзистора и базой й-го регулирующего транзистора, вторые выводы резисторов смещения первой группы соединены с коллекторами соответствующих отключающих транзисторов, подключенными, начиная со второго, к коллекторам соответствующих вспомогательных транзисторов, резисторы смещения второй группы включены между эмиттерами и базами соответствующих регулирующих транзисторов, резисторы смещения третьей группы - между .коллекторами и базами соответствующих вспомогательных транзисторов, управляюотключающих транзисторов и коллекторами регулирующих транзисторов тех же порядковых номеров, а управляющие диоды второй группы - между коллекторами регулирующих транзисторов и базами соответствующих вспомогательных транзисторов.. Клюки Госуд Прои СннЗдатЕвьски 9 аказ 311 ВНИИираж ГО КО митета по и сква, Ж,бретениям ЭУШСквЯ ЙЗ сноеткрытиям при ГКНТ С уел агвана,1