Стабилизатор напряжения

)5 6 05 Г 1/56 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ф Щ щ щ ив., ющЙйи.О .,яР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ довател ьэлектротехнино в системах(56) Авторское свидетельство СССР М 583416, кл. 6 05 Р 1/56, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 531140, кл; О 05 Е 1/56, 1976.Авторское свидетельство СССР М 1693595, кл. 6 05 Р 1/56, 1989.(54) СТАбИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры, где требуется высокая надежность. Сущность изобретения: стабилизатор содержит й регулирующих транзисторов, йкоммутирующих транзисторов с цепями смещения измерител ьно-усилительИзобретение относитсяке и может быть использовэлектропитания и автоматиИзвестен. стабилизаторстоянного тока с непрерывнием, содержащий осдополнительных регулируюров, коллекторы которых поветственно к основдополнительным .источниэмиттеры - к одному из выхй запирающих транзисторторых соединены с эмиттебазами соответствующихрегулирующих транзисторокаждого из запирающих т напряжения поным регулировановной и йщих транзисто- дключены соот-ному иМ кам питания;"а одных выводов," ов, эмиттеры кбрами, а базы - с дополнительных в, при этом база ранзисторов ченый узел, Регулирующие транзисторы включены между выходной шиной и входными шинами для подключения й источников питания. Соединение выхода измерительноусилительного узла с уг 1 равляющей цепью первого регулирующего транзистора непосредственно, а с управляющими цепями остальных регулирующим"транэисторов - через соответствующие коммутирующие транзисторы, управляющие входы которых подключены к входным.шйнам, кроме последней, через соответстцующие цепи смещения, позволяет обеспечить включение только первого регулирующего транзистора при подаче питающего напряжения, исключить включение остальных регулирующих транзисторов, устранить их пусковые токи и пиковые мощности рассеяййя й тем самым повысить надежность стабилизатора, 1 ил. реэ резистор подключена к коллектору предыдущего регулйрующего транзисторе, а базы основного и дополнительных регулирующих транзисторов через резисторыподключены к выходу блока управления,Однако известное техническое решение имеет значительные йульсации напряжения при максимальных зйачеййях"йапряжений входных источников вследствие непосредственной связи входных источников с выходом через резистивные делители и проводящие эмиттерныепереходы запирающих транзисторов,Другим недостатком является потеря работоспособности стабилизатора при малых токах нагрузки из-за нейосредственной1756867 связи входных источников с выходом через резисторы и проводящие эмиттерные переходы запирающих транзисторов, из-за наЦель изобретения - повышение надежности путем исключения паразитнаго включения регулирующих транзисторов со личия которой выходное напряжение значительными перепадами напряжений настабилизатора отклоняется от номинально силовых электродах. Укаэанная цель достигается тем, что в го значения Известен стабилизатор напряжения, стабилизатор напряжения, содержащий й содержащий основной и М дополнительных регулирующих транзисторов, первую и вторегулирующих трайзисторов, коллекторы рую группу из М резисторов смещения кажкоторых подключены соответственно к ос дая, Икоммутирующих транзисторов с новному и М дополнительным источникам,проводимостью, противоположной прово.- питайия, а эмиттеры - к однойиэвыходных димости регулирующих транзисторов,клемм, последовательную цепочку из Й ди- третью группу из Крезисторов смещения. адов, подключенную между выходом усили- Кразвязйвающих диодов, измерительнателя постоянного тока и базой М-го 15 усилительный узел, Й входных шин для паддополнительного регулирующего транзи-, ключения последовательно соединенных стара, М запирающих транзисторов, эмитте- источников питания, выходную и общую ширами подключенных к базам, а базами через ны, введена четвертая группа из О резиколлекторы - к коллекторам соответствую- сторов смещения, Йкоммутирующих щих регулирующих транзисторов, каллекта диодов и Идиодов. смещения, Мкоррекрами - к точкам соединения диодов тирующих конденсаторов; причем первый и паразитное включение коммутирующими вызывает перегрузку их по мОщности, притранзисторами последующих регулирую- водящую к снижению надежности стабилищих транзисторов со. значительными пере- . затора, падами напряжений насиловыхэлектродах, Положительный эффект предлагаемогочто способствует снижению надежности технического решения заключается в повыстдбилиэаторд. шении надежности путем исключения перепоследовательной цепочки; .. последующие коммутирующие транзисторыОднако в известном стабилизаторе на- подключены эмиттерами к выходу измерипряжения возможна одновременная прова- . тельно-усилительного узла и к второму выдимасть двух регулирующих транзисторов, 25 воду первого резистора смещения второй когда предыдущий запирающий транзистор группы, коллекторами - к вторым выводам выходит в активный режим, что снижает второго и последующих резисторов смеще-: КПД; .: ."; . : . ния второй группы, базами- кобщей шинеДругим недостатком является павы- через цепочки из последовательно соедишенный уровень пульсаций из-за связи баз 30 ненных коммутирующего дйода и резистора регулйрующихтранзисторавс нестабилизи-, смещения четвертой группы, точка соединерованными источниками через резисторы и . ния которых соединена с йервой и последуэмиттерные переходы запирающих транзи- ющими входными шинами. черезсторов , . соответствующий диод смещения, коррекНаиболее близким к изобретеййю по 35 тирующие конденсаторы включены паралтехничеСкой сущности является стабилиза- лельно коллекторно-базовым цепям тор, содержащий М регулирующих транзи- соответствующих коммутирующих транзисторов, эмиттеры которых подключены к старов.выходной шине, коллекторы через диоды - Сигналом для включения коммутирую-.к источникам напряжения, включенным по щих транзисторов является снижение наследовательно, а базы подключены к выходу пряжений входных источников и отсутствие измерительно-усилительного узла через си- зависимости включения этих коммутируюловые электроды коммутирующих транзи-. щих транзисторов от изменения тока насторов, включенньгх последовательно грузки, Поэтому при пусковых превышенияхВ известном техническом решений сиг тока нагрузки отсутствует паразитное вклюналом Для включения коммутирующего -чение нештатных регулирующих транзисто-.транзистора являйся превышение тока в. ров со значительными перепадами цепи базы регулирующего транзистора оп- напряжений между силовыми электродами, ределеннога значения, котороевыбирается что исключает перегрузки па мощности ненесколькобольшимзначенйя соответствую штатных регулирующих транзисторов в отщего максимального рабочего тока йагруз- личие от устройства-прототипа, где при ки. В пусковые промежутки времени ток пусковых превышенияхтока нагрузки прочерез регулирующий транзистор может зна- исходит паразитное включение последуючительно превЫшать рабочий, что вызывает щих регулирующих транзисторов, чтогрузок по мощности регулирующих транзи- регулирующих транзисторов 2-4. Транзисторов в пусковые промежутки времени в сторы 16-18 оказываются запертыми через отличие от устройства-прототипа, где суще- резисторы 22 - 24 иэ-за.отсутствия отпираюствуют перегрузки по мощности нештатных щего напряжения на их базах относительно регулирующих транзисторов в результате 5 эмиттеров благодаря непроводящему сопараэитного их подключения к выходу изме- стоянию диодов 26, 28 и 30,. напряжения на рительно-усилительного узла коммутирую- катодах которых, определяемые падениями щими транзисторами при превышениях напряжений на резисторах 31-33, подклютока нагрузки в пусковые промежутки вре- ченных черезпроводящие диоды 25, 27 и 29 мени, , 10 к источникам 8-10, превышают напряжениеНа чертеже изображейа электрическая на анодах, равное выходному найряженйюсхема стабилизатора. измерительно-усилительного узла 34. ПриСтабилизатор напряжения содержит . уменьшении напряжения источйика 8 дорегулирующие транзисторы 1 - 4, причемзначения, меньшего,чем на эмиттере регутранзисторы 1-3 связаны через диоды 5-7 15 лирующего транзистора 1, равного выходс источниками 8-10 питания, включенйыминому напряжению стабилизатора, диод 26 последовательно, транзистор 4 связан не- переходит в проводящее состояйие; а диод посредственно с выводом источника 11 пи - в непроводящее состояние, так как вытания..: .:.:,:.ход измерительйо-усилительного узла 34,База ретулирующего транзистора 1 сое напряжение на котором незначительно прединена с цепью управления регулирующи- вь 1 шаетвыходноенапряжениестабилизатоми транзисторами через резистор 12,.базы ра, оказывается йодключеннцм через регулирующих"транзисторов 2-4 соедине-переход эмиттер - : база транзистора 16 и нй через резисторы 13-15 с коллекторами . диод 26 к одному выводу резистора 31, друкоммутйрующих транзисторов 16 - 18 соот-. 25 гой вывод которого соединен с общим вывоветственно, коллекторные переходы кото- дом источника 8-11. Транзистор 16 рыхзашунтированй конденсаторамй 19-21, открывается .и подключает вцход измериа эмиттерные йереходы этих транзйсторов тельно-усилительного узла.34 через резизашунтированц резисторами 22-24. Базы стор 13 к базе транэйстора 2, который запирающих транзисторов 16 - 18 соедине начинает выйолнять функцию регулируюны через встречно-последовательно. вклЮ-.,. щего и пропускать через себя ток нагрузки.ченййе диоды 25 и 26, 27 и 28, 29. и 30 с. Конденсатор 19 выполняет роль антипаравыводами источников 8 - 10 питания соот- . зитногоиисключаетвозййкновениепульсаветственно, прйчем точки соединения меж- " ций в моменты перехода транзистора 16 из ду собой указанных диодов соединены с.35 закрытого состояния в открытое, и наобообщим выводом источников 8-11 через ре- рот. Диод 5 переходит в. непроводящее созисторы 31-33, Измерительно-усилитель- стояние и исключает шунтирование выхода ный узел 34 своими входными выводами: измерительно-усилительногоузла.34 на ис. соединен с выходными выводами стабили-точник 8 питания. Незначительная частьзатора; один из которых является общим с 40 мощности измерительно-усилительного узисточником 8 - 11, а другой соединен с объе-ла, определяемая падением напряжения диненнцми эмиттерами регулирующихмежду коллектором и эмиттером открытого транзисторов 1-4, причем междуэмйттера- . транзистора 16, ответвляется йа резистор ми и базами этйх транзисторов.включены . 12. При дальнейшем уменьшении входных резисторы 35 - 38;, 45 напряжений до значения, когда сумма наРабота стабилизатора напряжения ос-:. пряжений источнйков 8 и 9 становитсяйована на пропусканиитока нагРузки через:, . меньше выходного напряжения стабилизарегулирующий транзистор с минимальным:тора, диод 28 переходитв проводящее со- падениеМ напряжения между коллектором . стояние, а диод 27 - в нейроводящее и эмиттером. При максимальйом,напряже-: 50 состояние, транзистор 17 открывается чении источйиков 8 - 11 ток нагрузки пропуска- . рез диод 28 и резистор 32 и подключает ет только транзистор 1, управляемый по вцходизмерительно-усилительногоузла 34 цепи базы йзмерительно-усилительным уз- через резистор 14 к базе транзистора 3, лом нери резистор 2. Регулирующие трай- который начинает выполнять роль регулирузисторы 2-4 йри этом закрыты, так как их 55 ющего и пропускать ток нагрузки, При этом базы оказываются отключенными от выхода конденсатор 20 выполняет роль антипараизмерйтельно-усмлительного узла 34 благо-. зитного, как и конденсатор 19, Диод 6 задаря запертому состоянию коммутирующих крцвается, транзистор 16 остается в транзисторов 16. - 18, через силовые элект- . открытом состоянии и пропускает небольроды которых подключены базы укаэанных шой ток, определяемый падениями напря10 30 50 жений на транзисторе 17 и резисторе 14.Транзистор 18 остается в закрытом состоянии. При минимальном входном напряжениии источн иков 8-11 откры вается транзистор 18 через проводящий диод 30 и резистор 33 и закрывается диод 29. Выход иэмерительнр-усилительного узла 34 оказывается подключенным через открытый транзистор 18 и резистор 15 к базе транзистора 4, который.начийает пропускать ток нагрузки. Конденсатор 21 выполняет функцию ан типаразитного аналогично конденсаторам19 и 20. Диод 7 закрйвается и отключает источник 10 от коллектора транзистора 3.Трайзистор 16 и 17 открыты, но мощность, ответвляемая от выхода измерительно-усилительного узла 34 через эти транзисторы и резисторы 12 - 14, незначительна, благодаря непроводящему состоянию диодов 5-7, Прй увеличении входных напряжений источников 8 - 11 происходит обратный процесс: последовательно закрываются транзисторы 18 и 4, 17 и 3, 16 и 2, и при максимальном входном напряжении проводит транзистор 1,В пусковые промежутки времениток нагрузки может значительно превышать номинальное значение, однако паразитного включения. последующих, относительно рабочего, регулирующих транзисторов йе происходит, так какпоследующие коммутирующие транзисторы оказываются надежно запертыми. Например, напряжения источников 8-11 таковы-, что сумма напряжений источников 8 и 9 превышает выходное напряжение стабилизатора, роль регулирующего выполняет транзистор 2, и при пусковых превышениях тока нагрузки включение последующего трайзистора 3 не происходит вследствие того, что коммутирующий транзистор 17 заперт через резистор 23, так как диод 28 находится в непроводящем состоянии, и его состояние не зависит от изменения тока нагрузки,Таким образом, при любых условиях, втом числе при пусковых токовых превышениях, ток нагрузки пропускает одиниз регулирующих транзисторов 1-4, причем цепь управления этими транзисторами всегда отключена от нестабилизйрованных источников 8-11 благодаря непроводящему состоянию одного иэ диодов 25 или 26, 27 или 28, 29 или 30, что уменьшает уровень пульсаций и исключает перегрузки по мощности нештатных регулирующих транзисторов при пусковых токовых превышениях,повышая надежность стабилизатора напряжения. Формула изобретения Стабилизатор напряжения, содержащий И регулирующих транзисторов, первую и вторую группы из М резисторов смещения каждая, Мкоммутирующих транзисторов с проводимостью, противоположной проводимостй регулирующих транзисторов,третью группу из Мрезисторов смещения, Мразвязывающих диодов, измерительноусилительный узел, К входных шин для подключения последовательно соединенных иссточников питания, выходную и общую шины, причем первый и последующие регулирующие транзисторыподключены 20 эмиттерами к выходнои шине, коллектора ми - к первой и последующим входным шинам, кроме последней, через соответствующие развязывающие диоды, базами - к выходной шине через соответст 25 вующие резйсторы смещения первой группы, к первым выводам резисторов -.мещения второй группы, резисторы смещения третьей группы подключены параллельно базоэмиттерным цепям соответствующих коммутйрующих транзисторов, вход изме-рительна-усилительного узла подключен квыходной иобщей шинам,отлича ющий-с я тем, что, с целью повышения надежностипутем снижения пусковых токов, внего введены четвертая группа из Ирезисторов смещения, Икоммутирующих диодов и К 1 диодов смещения, Икорректирующих конденсаторов, причем первый и последующие коммутирующие трайзисторы подклю-40 ченыэмиттерами квыходу измерительно-усйлительного узла и второму выводу первого рези тора смещения второй группы, коллекторами - к в 1 орым выводам второго и последующих резисто ров смещения второй группы, базами - к общей шинечерез цепочки из последовательно соединенных коммутирующего диода и резистора смещения четвертой группы, точка соединения которых соединена с первой и последующими входными шинами через соответствующий диод смещения, корректирующие конденсаторы включены параллельно коллекторно-базовым цепям соответствующих коммутирующих транзисторов.Тираж ПодписноеГосударственного комитеа по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5