SU983678A1 - Стабилизатор напр жени посто нного тока с непрерывным регулированием - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в цеп х питани  различных радиотехнических устройств.

Известен стабилизатор напр жени  посто нного тока с непрерывным регулированием , содержащий основной и N дополнительных и N-запирающих транзисторов . Коллекторы регулирующих транзисторов подключены к основному и N дополнительным источникам питани  , а эмиттеры - к одной из выходных кле1« 1. Запирающие транзисторы подключены эмиттерами к базам основного и N-1 дополнительных транзисторов , базами - через резисторы к коллекторам основного и N-1 дополнительннх транзисторов, а коллекторами к точкам соединени  диодов последовательной цепочки, включенной между блоком управлени  и базой N-ro дополнительного транзистора f 1.

Недостатком такого стабилизатора  вл етс  то, что он сложен в регулировке и настройке из-за критичности схемы к коэффициенту усилени  регулирующих транзисторов. Кроме того, в указанной схеме всегда существует возможность открывани  всех регулирующих транзисторов через резисторы

и эмиттерные переходы запирающих транзисторов. Вышеизложенное требует подбора этих резисторов или выполнени  запирающих транзисторов составными .

Известна стабилизированна  система питани  напр жением посто нного тока, содержаща  непрерывным стабилизатор напр жени , N последователь10 но включенных нестабилизированных источников питани , вывод одного из которых, с меньшим напр жением, подключен к входу непрерывного стабилизатора , а выводы остальных источни15 ков питани  подключены к входу непрерывного стабилизатора через диод и через коллекторно-эмиттерный переход соответствующего предварительного регулирующего транзистора, и цепь из .

20 N-1 последовательно включенных стабисторов , причем один крайний вывод указанной цепи соединен с одним из выводов-дополнительного источника питани  и выходной клеммой, а другие

25 выводы стабйсторов подключены через резисторы к другому выводу дополнительного источника и непосредственно к базам соответствующих предварительных регулирующих транзисторов,

30 при этом база предварительного регулирующего транзистора с большим напр жением подключена к выводу стабис тора с меньшим напр жением 2. Недостатком такой системы  вл етс наличие в силовой цепи двух регулиру ющих транзисторов - основного регули ругаиего и предварительного регулируiODiero Это , приводит к увеличению падени  напр жени  на регулирующих элементах системы и, следовательно, к уменьшению КПД, Наиболее близким по техническому ре1;1ению к предлагаемому изобретению  вл етс  стабилизатор напр жени  посто нного тока с непрерывным регулированием , содержащий основной и N дополнительных источников напр жени , основной и N дополнительных реТулирующих транзисторов, N запираЮ1аих транзисторов. Базы основного и дополнительных регулирующих транзисторов через резисторы подключены к внходу блока управлени , эмиттеры запирающих транзисторов соединены с эмиттерами, а коллекторы - с базами соответствующих дополнительных регулирующих транзисторов, при этом база каждого из запирающих транзисто ров через резистор подключена к коллектору предьщуа1его регулирующего транзистора, а переходы коллекторбаза всех запирающих транзисторов зашунтированы конденсаторами . Недосагатком такого стабилизатора  вл етс  то, что от блока управлени  потребл етс  повышенный ток, который равен сумме токов, протекающих одновременно через все базовые резисторы регулирующих транзисторов независимо от того, какой из регулирующих транзисторов выполн ет функцию регулировани . Особенно это сказываетс  когда напр жение всех источников максимально. Это приводит к увеличению мощности, потребл емой от источников напр жени , т.е. к уменьшению КПЛ стабилизатора. Цель изобретени  - повышение КПП. Поставленна  цель достигаетс  тем. что в стабилизатор напр жени  посто нного тока с непрерывным регулированием , содержащий блок управлени , входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, основной и N дополнительных регулирующих транзисторов , коллекторы которых соединены с выводами дл  подключени  основного и N дополнительных источников напр жени , а эмиттеры соединены с одним из выходных выводов, N запирающих транзисторов, эмиттеры которых соединены с эмиттерами соответствующих дополнительных регулирующих транзисторов , а базы через резисторы подклю чены к коллекторам предыдущих регули рующих транзисторов, причем переходы коллектор-база.запирающих транзисторов заьчунтированы конденсаторами. введены N отключающих транзисторов, эмиттеры которых подключены к базглм соответствующих дополнительных регулирующих транзисторов, коллекторы и базы через резисторы - к коллекторам соответствующих запирающих тран висторов , а выход блока управлени  . через резисторы - к коллекторам отключающих транзисторов. На чертеже представлена электрическа  схема стабилизатора. Стабилизатор содержит регулирующие транзисторы: основной 1, дополнительные 2-4, запирающие 5-7, отключающие транзисторы 8-10, резисторы 11-27, блок 28 управлени , источники напр жени : основной 29, дополнительные 30-32 , конденсаторы 33-35, Регулирующие транзисторы и блок управлени  составл ет замкнутый контур регулировани , поддерживающий выходное напр жение стабилизатора неизменным. Сущность работы стабилизатора состоит в том, что ток нагрузки пропускает тот регулирующий транзистор, на коллекторе которого имеетс  минимальное напр жение относительно эмиттера. При изменении напр жени  источников 29-32 ток нагрузки стабилизатора в определенные моменты плавно переходит от одного регулирующего транзистора к другому. При максимальном напр жении источников 29-32 ток нагрузки пропускает только транзистор 1, в цепи базы которого протекает ток от блока 28 управлени  через резистор 12, Запирающие транзисторы 5-7 открываютс  через резисторы 11, 17 и 22 напр жением, которое падает на соответствующих регулирующих транзисторах . Открытые транзисторы 5-7 шунтируют ток баз отключающих транзисторов 8-10, Транзисторы 8-10 закрыты и ток в цеп х без регулирующих транзисторов 2-4 от блока управлени  28 равен нулю. По мере снижени  напр жени  источников 29-32 напр жение на коллекторе транзистора 1 приближаетс  к нулю, при этом уменьшаетс  ток базы транзистора 5, он выходит из насыщени  и закрываетс , В цепи базы отключающего транзистора 8 по вл етс  ток. Он открываетс  и в режим регулировани  входит транзистор 2, При дальнейшем уменьшении напр жени  функци  регулировани  переходит к транзисторам 3 и 4, Процессы, происход щие при этом в схеме, аналогичны вышеописанным. Резисторы 18, 23 и 27 обеспечивают надежное запирание транзисторов 2-4 соответственно при отсутствии базовых токов транзисторов 2-4, Конденсаторы 33-35 служат дл  уменьшени  переменной составл ющей на выходе стабилизатора при переходе функции регулировани  от одного регулирующего транзистора к другому .

При максимальном входном напр же ,НИИ, когда функцийрегулировани  выполн ет транзистор 1, через резистор 12 от блока управлени  в цепь базы транзистора 1 протекает ток, равный 3h / Э , где Зц - ток нагрузки, р - коэффициент усилени  регулируЮ1пего транзистора.

При наличии отключающих транзисторов 8-10 через резисторы 16, 21 26 протекает ток

RV . .)

где R - один из резисторов 16, 21

и 26;

R - один из резисторов 15, 20 и 25.

Без отключающих транзисторов 8-10 через резисторы 16, 21 и 26 протекает ток Зи / fbТок , протекающий через резисторы 12, 16, 21 и 26 от блока управлени , потребл етс  от суммы основного и всех дополнительных источников. Введение отключающих транзисторов позвол ет уменьшить ток потреблени  от первичной сети, а следовательно, увеличить КПД стабилизатора. Макси;мальный выигрыш в КПД получаетс  при максимальном напр жении источников 29-32. При уменьшении напр жени  сети , по мере перехода функции регулировани  от транзистора 1 к транзисторам 2-4, ток через резисторы 16, 21 и 26 возрастает до величины 3ц{р, где- Ь - коэффициент усилени  транзисторов 2-4. При минимальном напр жении источников 29-32, когда функцию регулировани  выполн ет транзистор 4, КПД предложенной схемы равен КПД известной.

Экспериментальна  проверка предложенного устройства была проведена на макете вторичного источника питани , В качестве основного и дополнительннх источников напр жени  использовались выпр мленные напр жени  нестабилизированного инвертора. Напр жение первичной сети измен лось от 22 до 32 В. Выходное напр жение инвертора стабилизировалось предлагаемым стабилизатором и равно 15 В при токе нагрузки 0,7 А. При напр жении сети-22, 28, 32 В КПД устройства равен 78%, 74% и 71% соответственно . Без отключающих транзисторов КПД устройства равен 78%, 72% и 68% соответственно.

Таким образом, введение отключающих транзисторов и резисторов способствует повышению КПД стабилизатог ра.

10

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 531140, кл. G 05 F 1/56, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 575634, кл.С D5 F 1/56, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР По за вке № 2985308/24-07, кл.-G 05 F 1/56, 24.09.80.