Стабилизатор напряжения постоянного тока

О П И С А Н И Е750453ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет ло делам изобретений и открытийОпубликовано 23.07.80. Бюллетень27 Дата опубликования описания 23,07,80(54) СТЛ БИПИЗЛТОР НЛ ПРЯЖ):-НИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнп -ке и может быть использовано в источни -ках питания электро- и радиоаппаратуры,Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом оконечного каскада усилителя обратной связи на транзисторе, эмиттер которого через резистор соединен с обшей шиной и через стабилитрон - с1 О выходным силовым зажимом регулирующего элемента, а база - с выходом предо- конечного каскада усилителя обратной связи, и пусковой резистор, подключенный параллельно регулируюшему элемену ИНедостатком известного стабилизатора является низкие К 1 Щ, надежность и мгновенная нестабильность выходного напряжения..20Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в опну из силовых шин регулируюший транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, состоящий, по крайней мере, пз двух каскадов транзисторный усилитель постоянного тока, вход которого попклточен к выходным выводам, запускаюций узел, включаюшии В себя делитель входного напряжения, резистор и запу:каюший транзистор, подключенный эмиттером к выходу пелителя входного напряжения, и пва резистора 2.Недостатком такого стабилизатора является сложность схемы этого стабилизатора и его настройки, а также низкое значение мгновенной нестабильности из-за смещения рабочей точки транзистора оконечного каскапа усилителя постоянного тока..ельто изобретения является упрощение схемы стабилизатора и его настройки при повышении коэффициента стабилизации.Псставленная цель постигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного токасодержащий включенный и. од750 55 3ну из силовых шин регулирующий транзистор, включенный по схеме с общимэмиттером, состоящий, по крайней мере,из двух каскадов, транзисторный усилитель постоянного тока, вход которого подключен к выходным выводам, запускающийузел, включающий в себя делитель входного напряжения, резистор и запускающий транзистор, подключенный эмиттеромк выходу делителя входного напряжения,и два резистора, введен опорный элемент,включенный между общей шиной и базойтранзистора оконечного каскада усилите;ля постоянного тока, которая через одиниз указанных резисторов соединена с одним из выходных силовых электродов регулирующего транзистора и базой запускающего транзистора и через резистор запускающего узла - с коллектором запускающего транзистора, причем эмиттер транзистора оконе шого каскада усилителя постоянного тока через второй из указанных резисторов соединеч с общей шинойи непосредственно - с выходом предыдущего каскада усилителя, а коллектор непосредственно подклучен к базе регулирующего транзистора.Принципиальная электрическая схемастабилизатора напряжения постоянного тока представлена на чертеже.Стабилизатор напряжения постоянноготока содержит последовательный регулирующий транзистор 1, включенный по схеме с общим эмиттером, двухкаскадныиусилитель постоянного тока, последнийкаскад которого выполнен на транзисторе2, резисторах 3, 4 и опорном элементе.5, запускающий узел б,содержащий делитель 7 входного напряжения, резистор8 и запускающий транзистор 9, эмиттер которого подсоединен к выходу делителя 7. База регулирующего транзистора1, подсоединена к коллектору транзистора 2, эмиттер которого через резистор3 подключен к общей шине стабилизатораи к выходу предоконечного каскада усилителя - непосредственно. Резистор 4 иопорный элемент 5 образуют делитель напряжения. База транзистора 2 подключена к выходу этого делителя напряжения.Коллектор запускающего транзистора 9подключен к выходу этого же целителячерез резистор 8, а база транзистора 9 -к выходу регулирующего транзистора 1непосредственно,10 20 25 30 35 40 45 50 9 насьш 1 ается так как все напряжение вначальный момент времени прикладывается к транзистору 1, Через базовый переход транзистора 2 и резистор 3 проходитток, определяемый номиналами резисторов8-и верхнего плеча делителя 7. Этот токсмещает рабочую точку транзистора 2 налинейный участок. Сопротивление транзистора 1 уменьшается, на выходе стабилизатора появляется напряжение, Стабилизатор запускается и, так как напряжение на транзисторе 1 уменьшается на величину входного напряжения, транзистор9 запирается и действие запускающейцепи прекращается.При коротком замыкании на выходестабилизатора средний вывод делителя 7замыкается через базовый переход транзистора 9 на общую шину, Напряжениеперераспределяется между коллекторнымпереходом транзистора 9, высокоомнымрезистором 8 и параллельно соединенными для этого режима резистором 4 иопорным элементом 5. При этом ток,ответвляющпйся в транзистор 2, будетнастолько мал, что последний будет гарантированно заперт. Так как коллектортранзистора 2 связан с транзистором 1непосредственно, то последний тоже надежно заперт, Остаточный ток короткогозамыкания определяется номиналом сопротивления верхнего плеча делителя 7 икоэффициентом усиления транзистора 9 ине проходит через транзистср 1, Такимобразом, транзистору 1 в режиме короткого замыкания на выходе не утрожаетперегрузка. При устранении причины короткого замыкания на выходе стабилизатора,на опорном элементе 5 появляется напря,жение, достаточное для отпирания транзистора 2, а следовательно транзистора 1.Как только появляетсявходное напряжение, транзистор 9 запирается и влияниезапускающего узла на стабилизатор прекращается,Н динамическом режиме схема работает следующим образом. Под влияниемизменения входного напряжения или токанагрузки изменяется выходное напряжение. Появляющийся при этом сигнал рассогласования усиливается каскадами усилителя постоянного тока. Через резистор3 проходит ток 1Стабилизатор работает следующим образом. При подаче напряжения на вход стабилизатора запускающий транзистор где Ъ 1 - коэффициент усиления регулирующего транзистора;резисторе 3 изменяют коллекторный токтранзистора 2 ц соответственно сопротивление регулирующего транзистора таким образом, что номинал выходного напряжения восстанавливается с точностью,определяемой коэффициентами усилениявсех транзисторов стабилизатора.Введение дополнительной стабилизацииположения рабочей точки транзистора 10 усилительного каскада повышает стабилизирующие свойства схемы стабилизатора. формула изобретения15 Стабилизатор напряжения постоянноготока, содержащий включенный в одну цзсиловых шин регулирующий транзистор,включенньп пс схеме с общим эмитте 20 ром, состоящий по крайней мере, из двухкаскадов, транзисторный усилитель постоянного тока, вход которого подключенк выходным выводам, запускающий узел,включающий в себя делитель входного25 напряжения, резистор и запускающий транзистор, подключенный эмцттером к вь 1 ходу делителя входного напряжения, и цварезисторе, о т л ц ч а ю ш ц й с ятем, что, с целью упрощения схемы стаЗО бцлцзатора ц его настройки прц повышении его коэфф:щиента стабтиизациц, внего введен опорный элемент, включенный между обшей шиной ц базой транзистора оконечного каскада усилителяЗБ постоянного тока, которая через оцин изуказанных резисторов соединена с однимцз выходных силовых электродов регулирующего транзистор ц базой запускающего транзистора ц через резистор за 4 О пускающего узла - с коллектором запускающего трапзцстора, причем эмцттертранзистора оконечного каскаца усилителя постоянного тока через второй из указанных резисторов соединен с общей щиф 5 ной и непосредственно - с выходом предыпущего каскащ усилителя, а коллекторнепосредственно подключен к базе регулирующего трачзистора,Источники информации,0 принятые во внимание прц экспертизе1. Техника средств связи, сер. РТ,вып. 5, 1977, с. 56, фцг. 2.2. Авторское свидетельство СССРМ 475609, кл. б 05 Г 1/56, 1975. 5 750453постоянная составляющая коллекторного тока транзисторапрецоконечного каскада усилителя постоянного тока,"дД - приращения тока, пропор 9ццональные сигналу рассогласования;3 н - ток нагрузки.Напряжение на резисторе 3 включаетв себя составляющую, пропорциональнуюсигналу ошибки и смешает рабочую точку транзистора 2 в фазе, соответствующей изменению коллекторного тока транзистора 2 и базового тока транзистора1, при котором номинал выходного напракенця восстанавливается.Благодаря такому включению опорного элемента, как в данном стабилизаторе, через базовый переход транзистора2 стремится пройти некоторый ток, нопадение напряжения на резисторе 3 отпрохождения этого тока запирает транзистор 2, Образуется, таким образом,отрицательная обратная связь, надежнозапирающая транзистор 2 в режиме короткого замыкания на выходе стабилизатора.Это позволяет отказаться от генератора импульсов тока, имеющегося в прстотипе. Генератор импульсов тока состоит, по крайней мере, цз одного транзистора, конденсатора и нескольких р=. зисторов, что усложняет схему ц умень - щает нацежность стабилизатора.Оконченный каска ц усилителя пос тожного тока благодаря подключению базытранзистора 2 к опорному элементу 5, а токоздцаюшего резистора в цепь его эмиттера представляет собой относительно изменений вхоцного напряжения токостабилизирующий элемент.А так как выход оконечного каскада усилителя соединен со входом регулирующего транзистора непосредственно, то управляющий ток послецнего не зависит от нестабильности входного напряжения. В то же время благодаря непосредственной связи между предоконечным каскадом усилителя ц токозацаюшим резистором 3 в токостабилизирующем элементе, на резисторе 3 образуются приращения напряже. ния, пропорциональные сигналу ошибкиц усиленные предшествующими каскадами усилителя. Приращения напряжения на750453 Составитель С. СиткоРедактор Л. Горькова Техред И, Асталощ Корректор М, Пожо Подписное Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4656/37 Тираж 956ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5