SU838677A1 - Стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитани  различного назначени , например в высоковольтных источниках питани .

Известен стабилизатор напр жени , в котором регулирующий орган (РО) выполнен путем последовательного соединени  ре-гулирующих транзисторов, а сглаживающий фильтр.выполнен секционированным , отводы от которого через вентили св заны с точками соединени  регулирующих транзисторов. Выравнивание напр жений на регулирующих транзисторах, в рабочем режиме осуществл етс  путем выбора величины напр жени  дополнительных источников питани , от которых осуществл етс  питание управл ющих цепей регулирующих транзисторов. При коротком замыкании нагрузки все транзисторы РО надежно запираютс , а напр жение на каждом из них становитс  равным напр жению на соответствующей секции сглаживающего фильтра р. .

Недостаток данного стабилизатора состоит в наличии дополнительных источников питани  и разв зывающих диодов, в необходимости секционировани  сглаживающего фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс , устройство содержащее РО, состо щий из N последовательно соединенных транзисторов, резисторный делитель напр жени  из N звеньев, подключенный параллельно РО, и схему сравне {и  с усилителем обратной св зи (УОС), соединенным выходом с управ0 л ющим переходом первого транзистора РО. Дл  равномерного распределени  напр жений между регулирующими тэанзисторами отводы от промежуточных точек делител  подключены к базам транзисторов РО 2 .

Такой стабилизатор отличаетс  простотой, однако дл  равномерного распределени  напр жений на регулирующих транзисторах в рабочем режиме

0 через делитель необходимо пропускать относительно большой ток (примерно на пор док больше, чем максимально возможный ток в базах транзисторов РО), что ухудшает параметры стабилизатора и снижает возможный диапазон изменений токОв нагрузки, так как при токах нагрузки, меньших по величине тока делител , происходит срыв стабилизации. Кроме того,

0 Iгхема стабилизатора не обеспечивает

надежную защиту регулирующих транзисторов при коротком замыкании нагрузки, так как в этом случае даже при наличии устройства защиты закрытие первого транзистора РО не приводит к закрытию других транзисторов т.е. не происходит равноме)эно1о распределени  напр жений между транзисторами РО, что может привести к выходу стабилизатора из стро .

Цель изобретени  - повьлшение надежности работы устройства путем обеспечени  форсированного выключени  всех транзисторов РО и равномерного распределени  напр жений меходу ними при коротком замыкании со стороны нагрузки, а также расширение области применени  путем обеспечени  возможности его использовани  при более широком диапазоне токов нагрузки .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизаторе, содержащем :РО из N последовательно соединенных транзисторов, многозвенный делитель напр жени , включенный параллельно РО, и схему сравнени  с УОС, выходом подключенную к управл ющему электроду первого регулирующего транзистора указанный делитель выполнен из 2N-1 звеньев и имеет 2N-2 отвода от точек соединени  соответствующих звеньев, причем отводы от точек соединени  каждого из четных звеньев, начина  со второго,, с предшествующим ему нечетным звеном последовательно подключены к базе каждого из регулирующих транзисторов, начина  со второго , а отводы от точек соединени  тех же четных звеньев с последующими нечетными - соответственно к эмиттеру каждого из упом нутых регулирующих транзисторов.

При этом все нечетные звень делител  напр жени  могут быть выполнены в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и стабилитрона , а все четные- образованы диодами, включеннымив провод щем направлении по отношению к напр жению на РО.

На чертеже приведен вариант принципиальноУ электрической схемы предложенного стабилизатора с РО на трех транзисторах.

Стабилизатор содержит основной 1 и дополнительный 2 источники питани , РО на транзисторах 3-5, включенных последовательно между ocнoвны источником питани  и нагрузкой б, схему 7 сравнени  с УОС, входом подключенную к зажимам нагрузки, а выходом - к базе транзистора 3, устройство 8 защиты на транзисторе 9 с резистивным датчиком 10 тока, включенным между эмиттером транзистора 3 и нагрузкой.. УОС выполнен по дифференциальной схеме на транзисторах 11 и 12 с питанием

от дополнительного источника 2 через резистор 13. Резисторы 14 и 15 в базовых цеп х транзисторов 4 и 5 задают начальное смещение этих транзисторов . Параллельно РО включен многозвенный делитель напр жений. Нечетные звень  делител  выполнены в .виде цепочки из последовательно соединеннйх резисторов 16-18 с соответствующими стабилитронами 19-21, а а четные звень  образованы диодами 22 и 23. Промежуточные отводы делител  последовательно подключены к базе транзистора 4, к точке соединени  эмиттера транзистора 4 с коллектором транзистора 3, к базе транзистора 5, к точке соединени  эмиттера транзистора 5 с коллектором транзистора 4.

Стабилизатор работает следующим образом.

При включении питани  все транзисторы РО открыты путем подачи смещени  через резисторы 13-15.Когда напр жение на нагрузке 6 достигнет заданной величины, усилитель 7 призакрывает транзистор 3 (при этом транзисторы 4 и 5 еще наход тс  в состо нии насыщени ). По мере дальнейшего нарастани  входного напр жени  растет напр жение на переходе коллектор-эмиттер транзистора 3 и, когда это напр жение достигает величины напр жени  пробо  стабилитрона 19, через элементы 22, 16, 19 начинает протекать ток, в результате чего напр жение на диоде 22, включенном параллельно переходу базаэмиттер транзистора 4, измен етс , и последний, а за ним и транзистор 5 призакрываютс . С этого момента возрастает напр жение на транзисторах 4 и 5, а напр жение на транзисторе 3 остаетс  неизменньм, примерно равным напр жению пробо  стабилитрона 19. При максимальной величине входного напр жени  на транзисторах 3-5 устанавливаетс  напр жение равное напр жению пробо  соответствующих стабилитронов 19-21.

Отличительна  особенность в работе предложенного устройства по сравнению с известным состоит з следующем . В известном устройстве дл  удовлетворительного выравнивани  напр жений между регулирующими транзисторами необходимо, чтобы ток через резистивный делитель был примерно на пор док больше максимального рабочего тока базы регулирующих транзисторов . В предложенном устройстве резисторы 14 и 15 выбираютс  из услови , чтобы ток через них был равен максимальной величине тока базы регулирующих транзисторов, а ток через многозвенный делитель в рабочем режиме не превышает этой величини. Следовательно , в предложенпог. устройств величина тока через делитель ,iijynтирующий РО, может быть уменьшена в несколько раз.

При работе стабилизатора в ре;киме короткого замыкани  со стороны нагрузки (аварийный режим) срабатывает устройство защиты 8, закрыва  (призакрыва ) транзистор 3, Одновремен ,но возрастает ток через многозвенный делитель и падением напр жени  на диодах 22 и 23 транзисторы 4 и 5 полностью закрываютс , Напр жение на РО возрастает на величину выходного напр жени  и это дополнительное приращение напр жени  распредел етс  между транзисторами пропорционально величинам сопротивлений 16-18. Выбира  нужный тип стабилитронов 19-21 и величину резисторов 16-18, можно с любой точностью выравн ть напр жени  на транзисторах -РО или распределить их в необходимой пропорции. В отличие от известного устройства в предложенном все транзисторы РО закрываютс  одновременно с закрытием первого транзистора , вход которого подключен к выходу устройства защиты, что обеспечивает защиту стабилизатора без значительного усложнени  его схемы.

В предложенном устройстве могут быть использованы и другие схемы УОС а также любое устройство защиты, обеспечивающее подачу запирающего напр жени  на базу первого транзистора РО при коротком замыкании со стороны нагрузки. Устройство может быть выполнено без дополнительного источника питани  и без устройства защиты, если необходимость в них отсутствует Резисторы смещени  могут быть подключены к коллекторам соответствующи транзисторов. В делителе вместо диодов 22, 23 могут бь1ть использованы резисторы.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулирующий

   орган из N последовательно соединенных регулирующих транзисторов,включенный в силовую цепь последовательно с нагрузкой, многозвенный делитель напр жени , включенный параллельно регулирующему органу, и схему сравнени  с усилителем обратной св зи , выходом подключенную к управл ющему электроду первого регулирующего транзистора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежнос10 ти и расширени  области применени  путем обеспечени  возможности работы при более широком диапазоне токов нагрузки , делитель выполнен из 2N-1 звеньев и имеет 2N-2 отвода от точек

   5 соединени  соответствующих звеньев, причем отводы от точек соединени  каждого из четных звеньев, начина  со второго, с предшествующим ему нечетным звеном последовательно подключены к базе каждого из регулирую0 щих транзисторов, начина  со второго, а отводы от точек соединени  тех же четных звеньев с последующими нечетньЕии - соответственно к эмиттеру каждого из упом нутых регулирующих

   5 транзисторов.
2. 2. Стабилизатор по п.1, отличающийс  тем, что все нечетные звень  делител  напр жени  выполнены в виде цепочки из последоD вательно соединенных резистора и стабилитрона, а все четные - образованы диодами, включенными н провод щем направлении по отношению к напр жению на регулирующем органе.

   5

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.За вка Японии № 52-44425,

   кл. 58Н 161,9. Изобретени  в СССР и за рубе). Вып. 103, К- 7, 1978.

   0

   2.Источники электропитани  на полупроводниковых приборах. Под ред. Додика С.Д. и Гальперина Е.И. М., Советское Радио, 1969, с. 347, рис. VI I .8.

   5

   п

   U /ТА rtr.

   Л.

   U,,J U- „

   e