SU1034025A1 - Стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани , различных электронных устройств.

Известен стабилизатор напр жени , содержащий транзисторы разного типа проводимости, источники опорного напр жени , датчик тока и компенсирующие св зи С13.

. Недостатком его  вл етс  необходимость включени  не менее трех транзисторов, больша  выдел ема  мощность на выходном транзисторе, вызывающа  перегрев транзистора и снижение стабильности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемоглу  вл етс  стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулирующий элемент, выполненный по схеме, составного транзистора на выходном и входном травзис-торах рааногр типа проводимости с резистивным датчиком тока, включенным в коллекторную- цепь выходного транзистора, и токоограничительным резистором, включенным в эмиттерную цепь входного транзистора,, и измерительно-усилительный узел обратной св зи с источником опорного напр  женй , подключенным к общей шине 2J.

Недостаток известного устройстванизка  стабильность выходного напр  -; жени , недостаточна  эффективность защиты н больша  выдел ема  мощность, на транзисторах регулирующего элемента .

Цель изобретени .- повышение ста-. бильности выходного напр жени  при одновременном повьшении надежности путем повышени  эффективности защиты транзисторов и повышении КПД путем ; уменьшени  мощности, рассеиваемой на транзисторах.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора на выходном и вход: ном транзисторах разного типа проводимости с резистивным датчиком тока,включенным в :| оллекторную цепь выходного транзистора, и токоограничительным резистором, включенным в эмиттерную цепь входного транзист-ора, и источник опорного напр жени , подключенный к общей шине, введены дополнительный источник опорного напр женй , шесть резисторов св зи и, бал ластный резистор, при этом эмиттер входного транзистора через резистор св зи, а эмиттер выходного транзистора непосредственно подключены к входному выводу, датчик тока и токоограничите ьный резистор подключены к выходному выводу, балластный -резистрр включен между входным и выходным выводами, дополнительный источник опорного напр жени  подключей одним выводом, к выходному выводу, а другим через третий резистор свйэи к коллектору выходного транзистора , через четвертый резистор св зи - к входному выводу, и через шестой резистор св зи - к базе входного транзистора, котора  черезвторой и п тый резисторы св зи подключена соответственно к коллектору выходного транзистора и к основному источнику опорного напр жени .

На чертеже представлена принци- пиальна  электрическа  схема стаби .лизатора посто нного напр жени .

Стабилизатор содержит составной регулирующий элемент, выполненный На входном 1 и вькодном 2 транзисторах разного типа проводимости (при этом эмиттерный переход последнего шунтирован резистором 3 дл  обеспечени  пассивного запирани . В эмиттерную цепь, транзистора 1 включен токоограничительный резистор 4. Первый резистор 5 св зи включен между входным выводом и эмиттером транзистора 1. Резистивный датчик б тока включен в коллекторную цепь выходного тразистора 2. База транзистора 1 соедине с коллектором транзистора 2 через второй резистор 7 св зи. Источник опорного напр жени  выполнен на резисторе 8 и стабилитроне 9. Третий резистор 10 св зи включен между дополнительным источником опорного напр жени  11, вьшолненным на стабилитроне и,коллектором транзистора 2. Ч.етвертый резистор 12 включен между входной шиной 13 и стабилитроном 11. П тый резистор 14 и шестой резистор 15 подключены к базе транзистора 1. Между выходным выводом 16 и входным выводом 13 включен балластный резистор 17. Между общей шиной 18 и выходным выводом включен конденсатор- 19 фильтра . ,

. Дл  обеспечени  нормальной работы устройства необходимо выполнить следующие услови .

Ток делител  напр жени , образуемый резисторами 4 и 5, должен быть больше тока коллектора транзистора 1 по крайней мере в несколько раз. Резистором 5 устанавливают равенство выходного напр жени  при максимальном и минимальном напр жении питани , а резистором 4 - ток делител . Суммарный ток резисторов 4,17 и источника 11 при максимальном напр жении питани  должен быть несколько меньше минимального тока нагрузки, а сумма в.ыходного напр жени  и напр жени  источника 11 должна быть больше суммы напр жени  источника 9 и падени  напр жени  на резисторе 14, ток через .который должен быть много больше тока базы транзистора 1.

Резистор 12 предназначен дл  включени  стабилизатора, и в режиме авто .магического включени  резистор 12 fостаетс  включенным все врем . Устройство работает следующим об зом.. При подключении входных выводов 13 и 18 к источнику питани  через резисторы 4,5,12,17 и нагрузку тече ток. На нагрузке устанавливаетс  на пр жение, величина которого определ етс  источником 9 опорного напр сж ни . Точное значение выходного напр жени  меньше суммы напр жени  на ис точнике 9 и резисторе 14 на cyt.iMy напр жений на резисторе 4 и переходе база-эмиттер транзистора 1. Дл  тогоj чтобы выходное напр жение оставалось неизменным при воздействии дестабилизирующих факторов необходимо измен ть напр жени  на резисторах 4 и 14 в соответствии с изменением напр жени  на переходе база-эмиттер. В св зи с тем, что напр жение на переходе транзистора измен етс  мало (на дес тые доли вольта) в тех же пределах требуетс  изменение напр жени  на резисторах 4 и 14. При увеличении тока нагрузки через транзисторы должен протек ать большой ток, следовательно напр жение перехода база-эмиттер транзистора 1 должно увеличитьс . Это увеличение, напр жени  обеспечиваетс  делителем 7 и 14 от датчика б тока.напр жение на котором увелич ваетс  при увеличении тока нагрузки При малой величине резистора 7 напр жение на выходе может увеличиват с  при увеличении тока нагрузки. В св зи с тем, что напр жение на переходе база-эмиттер измен етс  нелинейно, и напр жение на резистор б измен етс  пропорционально току нагрузки, необходимо напр51жение на резисторе 14 измен ть с помощью дополнительных св зей через резисто ,10и15. В качестве источника 11 может быть использован низковоль ный стабилитрон или один-два диода, включенные последовательно в пр мом направлении. Если используютс  жест кие источники опорного напр жени  9 и 11, то последовательно с источником 9 может быть включен диод. Воль амперна  характеристика диода приб лижаетс  к характеристике перехода база-эмиттер транзистора, поэтому Резисторами 14 и 15 можно получить более линейную характеристику регулировани  во всем диапазоне .изменени  тока нагрузки. Точное значение ходного напр жени  при максимальном токе нагрузки устанавливаетс  резистором 7. Если выходное напр жение при максимальном токе нагрузк будет чуть меньше, чем при минималь нс л, необходимо резистор 7 уменьшит а если в середине диапазона наблюдаетс  небольшое увеличение выходного напр жени  при увеличении тока нагрузки, то необходимо рез.истор 7 увеличить, а резисторы 14 или 15 уменьшить, добива сь неизменности выходного напр же.ни  во всем диапазоне изменени  тока, нагрузки. При увеличении входного напр жени  ток через резисторы 5,12 и 17 увеличиваетс , чтобы выходное напр жение р.ежзлось Неизменным, необходимо ток транзисторов на эту величину уменьшить . Это достигаетс  увеличением напр жени  на резисторе 4 при увеличении напр жени  питани  на требуемую величину. За счет нелинейности входной характеристики транзистора в конце диапазона при увеличении входного напр жени  будет наблюдатьс  уменьшение выходного напр жени . Дл  компенсации уменьшени  выходного напр жени  в конце диапазона необходимо уменьшить величину резистора 17. Режим работы транзисторов целесообразно выбирать так, чтобы при увеличении напр жени  ток транзисторов уменьшалс  пропорционально увеличению напр жени , Тогда мощность на транзисторах будет оставатьс  неизменной, уменьшатс  уходы выходного напр жени  из-за перегрева транзисторов, повыситс  надежность работы стабилизатора напр жени .. При коротком замыканий выходных выводов увеличиваетс  напр жение на резисторе 4, транзистор 1 закрываетс , -напр жение на резистрре 6 у уменьшаетс  до нул . Дл  включени  стабилизатора после устранени  короткого за мыкани  необходимо под- . ключить резистор 12. Можно обеспечить и автоматическое .включение стабилизатора после устранени  короткого замыкани  выбором режима работы. В этом случае напр жение опорного источника 11 должно превышать напр жение базы транзистора 1 на небольшуювеличину, тогда при увеличении напр жени  на . резисторе 4 в момент короткого замыкани  транзисторы будут закрыватьс , а при %;траненн.и замыкани  напр жение на нагрузке восстановитс  и напр жение на источнике 11 будет больше напр жени  базы транзистора I.Благрдар  введенным средствам воз.можно существенное уменьшение тока через транзисторы пропорционально увеличению напр жени  питани . Режим работы транзисторов выбран таким, ч.то при максимальном напр жении питани  максимальный ток нагрузки обеспечй ваетс  .в основном током через резисторы 5,12 17, .а при уменьшении напр жени  питани  транзисторы открываютс , шунтиру  эти резисторы. Изобретение позвол ет обеспечить защиту транзисторов от перегрузок без введени  дополнительных транзисторов при более высокой эффективности защиты, при одновременном снижении мощности на транзисторах. Стабильность выходного напр жени  повышаетс  при. рдновременном повышении эффективности защиты транзисторов.

Claims (1)

1. (57 ) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент, выполненный по схеме составного транзистора на выходном и входном транзисторах разного типа проводимости с резистивным датчиком тока, включенном в коллекторную цепь выходного транзистора, и токоограничительным резистором, включенным в эмиттерную цепь входного транзистора, и источник опорного напряжения, Подключенный к общей шине, от л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения при одновременном повыше*» нии надежности путем повьшения эф- ~ фективности защиты транзисторов и повышения КПД путем уменьшения мощности/ рассеиваемой на транзисторах, в него введены дополнительный источник опорного напряжения, шесть резисторов связи и балластный резистор, при этом эмиттер входного транзистора через первый резистор связи, ’а эмиттер выходного транзистора непосредственно подключены -к входному выводу, датчик тока и токоограничительный резистор подключены к выходному выводу, балластный резистор включен между входным и выходным выводами, дополнительный источник опорного напряжения подключен одним выводом к выходному выводу, а другим через третий резистор связи - к коллектору выходного транзистора, через четвертый резистор связи - к входному выводу, и через шестой резистор связи - к базе входного транзистора,’ .которая через второй и пятый резисто· 1ры связи подключена соответственно ' к коллектору выходного транзистора и к основному источнику опорного напряжения.