Стабилизатор постоянного напряжения

Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 941966(51)М. Кл,С 05 Р 1/56 с прнсоелннением заявки рв Ъвударстювый квинтет СССР вв девам кзабретеикй к отерыткЯ(5 Й) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания устройств автоматики, вычислительной и измерительной техники, радио" электроники,5Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, коллектор-эмиттерный переход которого эашунтирован последовательной цепочкой из резистора и транзистора, и вспомогательные узлы 11.Однако в этом стабилизаторе при повышении тока регулирующего транзис"т 5 тора сверх установленной предельно допустимой величины регулирующий транзистор шунтируется, что снижает мощность, рассеиваемую на нем. Кроме того, по существу контролируется 2 о перегрузка регулирующего транзистора только по току, что позволяет при" менять стабилизаторы при регулировании тока нагрузки, но исключает возможность применения при широких пределах регулирования выходного на" пряжения, когда перегрузка регут 1 ирующего транзистора по мощности может быть вызвана большим напряжением на нем, поскольку в этом случае распределение мощности между регулирующим транзистором и автоматическим шунтом нарушено.Известен также стабилизатор пос" тоянного напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, в коллекторную цепь которого включен допрлнительный узел, состоящий из двух параллельно соединенных элементов: элемента, на котором падает избыток напряжения (резистор или стабилитрон и т.п.) и переключающего элемента (транзистор, реле и др.), а также вспомогательные узлы 12,Однако при повышении напряжения на регулирующем транзисторе сверх установленного максимально допусти 3 91 мого уровня переключающий элемент включает последовательно с регулирующим транзистором элемент, на котором падает избыток напряжения, что снижает мощность, рассеиваемую на . рсгулирующем транзисторе. При этом контроль перегрузки регулирующего транзистора только по напряжению, позволяющий применять такие стабилизаторы при регулировании выходного напряжения, исключает возможность их применения при широком диапазоне регулирования тока нагрузки, когда перегрузка регулирующего транзистора по мощности может быть вызвана большим током через регулирующий транзистор, поскольку при этом будет нарушено распределение мощности между регулирующим транзистором и дополнительным узлом, Кроме того, в таком стабилизаторе при использовании в качестве переключающего элемента транзистора необходим дополнительный источник, не соединенный с общей шиной, что усложняет стабилизатор, а при использовании в качестве этого элемента электромеханического реле снижается надежность.Отмеченные недостатки сужают области применения обоих стабилизаторов, значительно ограничивая допустимые пределы регулирования выходного напряжения и тока нагрузки стабилизатора, усложняют их схемы и снижают надежность работы.Наиболее близким к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный в одну из силовых шин, цепь обратной связи, включенную между выходным выводом стабилизатора и управляющим входом регулирующего транзистора, и последовательную цепочку из резистора и коллектор-эмиттерного перехода транзистора, причем свободный зажим резистора указанной цепочки соединен с входным силовым зажимом регулирующего транзистора 3 .К недостаткам известного стабилизатора относятся узкие пределы регу" лирования выходного напряжения и тока в нагрузке, поскольку разгрузка регулирующего транзистора по мощности начинается при повышению тока в нагрузке сверх максимального допус-. тимой величины, а далее осуществляется пропорционэльно напряжению, а не по мощноти на регулирующем транзис" 1966 4торе, низкая надежность, обусловленная принципиальной необходимостьюприменения в рассматриваемой схемепереключающего устройства с большимчислом коммутируемых цепей, имеющихвысокое сопротивление изоляции друготносительно друга и относительноцепи управления, что в схеме рассматриваемого назначения практическиможет быть достигнуто применениемэлектромеханического реле, имеющегонизкую надежность; необходимость применения большого числа элементов идополнительно двух источников опорного напряжения, что усложняет схему.Цель изобретения - расширениепределов регулирования выходного напряжения и тока нагрузки, повышениенадежности и упрощение схемы стабилизатора.Поставленная цель достигается тем,что в стабилизатор постоянного напряжения введены вспомогательнаяцепочка из последовательно соединенных резистора и диода и проходнойтранзистор, причем указанная вспомогательная цепочка подключена параллельно коллектор-эмиттерному переходу регуФрующего транзистора, точкасоединения резистора и диода этой 30же цепочки через вновь введенный ограничительный резистор подключенак базе проходного транзистора, эмиттер которого соединен с базой транзистора упомянутой последовательной З 5 цепочки, а коллектор " с коллекторомрегулирующего транзистора, при этом эмиттер регулирующего транзистора через вновь введенный диод соединен с выходным выводом стабилизатора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.45Стабилизатор содержит регулиРУющий транзистор 1, цепь 2 обратнойсвязи, последовательную цепочку из резистора 3 и транзистора 4, вспомогательную цепочку из последовательно соединенных резистора 5 и диода 6, точка соединения которых через ограничительный резистор 7 подключена к базе проходного транзистора 8, и диод 9, включенный между эмиттером регулирующего транзистора 1 и выходным выводом стабилизатора.Стабилизатор постоянного напояме. ния работает следующим образом,5Можно доказать, что ток базыпроходного транзистора 8 1где С = - постоянный коэффи 5 941966. 6ты,существенно снижающие надежность, в устройстве отсутствуют. Устройство не содержит также каких-либо дополнительных источников питания, в том числе дополнительных опорных источников.О 5 циентРР " мощность, рассеиваемая на регулирующемтранзисторе 11- сопротивление резистора 5,Таким образом, ток базы транзистора 8 и, соответственно, ток его 5эмиттера пропорционален мощности нарегулирующем транзисторе 1. Поскольку ток базы транзистора 4 являетсятоком эмиттера транзистора 8, токоллекторный ток транзистора 4, яв- рфляющийся разгрузочным током регулирующего транзистора 1, также пропорционален мощности Рр . Назначениерезистора 7 - ограничение тока базытранзистора 8. Следовательно, раз згрузка регулирующего транзистора 1осуществляется пропорционально мощности на нем, обеспечивая этим работустабилизатора в широком диапазонерегулирования выходного напряженияБг,и тока нагрузки 1 И при минимальной мощности на регулирующем транзисторе 1, Действительно, при регулировании Бцпосредством измененияпараметров цепи 2 обратной связи напряжение на регулирующем транзисторе1 изменяется в соответствии с выражением БРт ц Ех 1 УЬЬхэ где Ю Х выходное напряжение. Ток через регулирующий транзистор 1 1 Рт = 1 . Приуменьшении Ц 8,и увеличении 1 И "мощ-,ность на регулирующем транзисторе 1Р = Бр 1 растет, что приводитк пропорциональному увеличению токачерез автоматический вунт (транзистор44 и резистор 3) и .в конечном итогеобеспечивает поддержание на регулирующем транзисторе Т достаточноймалой мощности, независимо от 1111,. Предлагаемое устройство содержит,50существенно меньше елементов, чемизвестное, что его упрощает, а электромеханическое реле или другие элеменформула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный в одну из силовыхшин, цепь обратной связи, включеннубмежду выходным выводом стабилизатораи управляющим входом регулирующеготранзистора, и последовательную цепочку из резистора и коллектор-эмиттерного перехода транзистора, причемсвободный зажим резистора указаннойцепочки соединен с входным силовымзажимом регулирующего транзистора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения пределов регулирования выходного напряжения и тока нагрузки, повышения надежности и упрощения схемы, в него введены вспомогательная цепочка из последовательно соединенных резистора и диода ипроходной транзистор, причем указанная вспомогательная цепочка подключена параллельно коллектор-эмиттер"ному переходу регулирующего транзистора, точка соединения резистора и1 иода этой же цепочки через вновьвведенный ограничительный резисторподключена к базе проходного транзистора, эмиттер которого соединен сбазой транзистора упомянутой последовательной цепочки, а коллектор - сколлектором регулирующего транзистора, при этом эмиттер регулирующеготранзистора через вновь введенныйдиод соединен с выходным выводом стабилизатора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1396677, кл. С 05 Р 1/56, 1974.2. Авторское свидетельство СССРй 323770, кл. С 05 Г 1/56, 1971.3. Авторское свидетельство СССРИ 347864, кл. С 05 Р 1/56, 1970.Составитель ССиткТехредЛ. Пекарь Тираж 914- Подпсударственного комитета СССРм изобретений и открытий