Компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока

Компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 442468 (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20. 03. 72 (21) 1760188/24-7 с присоединением заявки у (32) Приоритет

Опубликовано 05 О9 74 Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 22д7 75 (51) М, Кл. G 05/ 1/68

Н 02т3/14

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316.722.1 (0SS. 8) {72) Автор изобретения

C. Шербаков

Тульский политехнический институт (71) Заявитель (54) КОМПЕНСА11ИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение отно :ится к области элект ротехники и может использоваться в качестве источника питания электро-и радиоустройств, в которых возможны перегрузки источника питания по току.

Известны компенсационные стабилизаторы напряжения постоянного тока, содержащие последовательный регулирующий транзистор, схему сравнения и усилитель постоянного тока, выходной каскад которого выполнен на транзисторе.

Недостаток известных устройств заключается в значительной сложности. Iloпытки создания более простых устройств приводят к ухудшению параметров стабилизатора и к существенной темп4ратурной нестабильности тока срабатывания зашиты.

Срабатыванию защиты, как правило, в таких стабилизаторах предшествует значительное ухудшение основных параметров устройства, что вызывает неудобства.

11елью изобретения является устранение указанного недостатка, т.е. стабили1зация порога срабатывания зашиты от пе.— регрузок по току без ухудшения параметров стабилизатора.

Эта цель достигается тем, что стабилизатор снабжен дополнительным транзистором одного типа проводимости с транзистором выходного каскада усилителя постоянного тока, причем эмиттер дополнительного транзистора через резистор соединен с коллектором транзистора усилителя, коллектор — с базой регулируюшего транзистора, а база - с коллектором тот о же транзистора.

Схема компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

Регулирующим элементом стабилизатора является транзистор 1, в цепь коллектора которого включается нагрузка. Параллельно выходным клеммам стабилизатора включен блок 2, содержащий источник опорного напряжения, схему сравнения и предварительный усилитель постоянного тока. Схема блока 2 может быть любой в зависимости от требуемого коэффициен444Ф168 та стабилизации и выходного сопротивле- ния стабилизатора. Нагрузкой усилителя блока 2 является сопротивление 3, к которому подсоединена база транзистора 4 выходного каскада усилителя постоянного тока. Коллектор этого транзистора через переменное сопротивление 5, являющееся регулятором тока срабатывания защиты, соединен с эмиттером трачзистора 6.

База транзистора 6 соединена с выходом стабилизатора, а коллектор — с базой регулирующего транзистора 1 и сопротивлени ем нагрузки выходного каскада усилителя постоянного тока 7. В цепь эмиттера регулиру юшего транзистора 1 включено со иротивление 8. С целью обеспечения выхода схемы на режим стабилизации после подачи входного напряжения или после устранения перегрузки. между входом и выходом стабилизатора включена цепь из сопротивления 9 и стабилитрона 10.

Схема работает следующим образом. Происшедшее по каким-либо причинам уменьшениевыходного"напряжения приводит к появлению сигнала на выходе схемы сравнения, который усиливается усилителем постоянного тока блока 2, в результате чего возрастает напряжение на сопротивлении 3. !

pro вызывает увеличение тока базы транзистора 4 и, следовательно, тока коллектора этого транзистора. Величина сопротив пения 5 выбрана такой, чтобы в диана:оне рабочих токов нагр>эки стабилизатора па-: дение напряжения ка нел было, меньше вы« ходпого напряжения стабилизатора. Поэтому транзистор 6 отперт, и ток его коллек- тора мало отличается от тока коллектора транзистора 4. Таким образом, уменьшение выходного напряжения приводит кроссуу тока коллектора транзистора 6 и, сле-, довательно увеличению падения напряжения, на сопротивлении 7 и увеличению тока базы рет улирующего транзистора 1. Вызванное этим увеличение тока коллектора регулирующего транзистора приводит к уменьшению падения напряжения на нем и скомпенсирует уменьшение выходного напряжения. Если напряжение на вь ходе стабилиI затора по каким-либо поиччнам увеличи <ся сверх заданного значения будет протекать обратный процесс.

„ вели- ение тока в нагрузке приводит увеличению тока через регулирующий транзистор 1 и, следовательно, к увеличению наделяя напряженич на сопротивлении 8, па эмиттерном перехода транзистора 1. В оеэультате этого увеличивается падение

1. напряжения на сопротивлении 7 и увеличивается ток, через это сопротивление. Кроме того, при росте тока в нагрузке рас тет так базы транзистора 1. Все этопри5 водит к росту тока коллектора транзистора 6 и, следовательно, к росту падения напряжения на сопротивлении 5. Величина этого сопротивления устанавливается такой, чтобы при достижении током нагруэ.

l0 ки своего предельного значения падение напряжения на сопротивлении 5 приближа-! лось к значению выходного напряжения ста билизатора. При этом транзистор 4 входит

: в насыщение, а транзистор 6 подзапирает 15. ся. Дальнейшее увеличение проводимости нагрузки теперь вызывает падение выходного напряжения, так как ток коллектора транзистора 4 в режиме насыщения не зависит от смещения на базе. Из-за умень20 щения напряжения на нагрузке стабилизатора уменьшается напряжение на базе транзистора 6, уменьшается ток коллектора этого транзистора, что приводит к уменьшению напряжения смещения на базе регулирукше25 ro транзистора 1 в результате уменьшения падения напряжения на сопротивлении 7.

Таким образом, ток коллектора регулирую щего транзистора уменьшается, что приводит к дальнейшему уменьшению напряжения на нагрузке. Процесс протекает лавинооб-: разно и заканчивается запиранием всех

I транзисторов.

Возвращение схемы в исходное состоя. ние, а также вывод ее на режим стабилиЗ5 зации после включения достигается с "о, мощью цепочки из резистора 9 v сгабилит,, рона 10. Напряжение отпирания гтабилит- рона выбирается немного более разнчцы, между входным и выходным налряжепи40.

; ем стабилизатора. Поэтому в нормальном . режиме стабилитрон заперт, и цепочка не оказывает влияния на работу стабилизато;ра. При коротком замыкании н стабилит; рону 10 оказывается приложено все вход45 ное напряжение, он отпирается и через не: го и наррузку течет ток, ограниченный сопротивлением 9. На нагрузке появляется напряжение„. которое через усилитель бло ка 2 погадает на базу транзистора 4 и

50 отпирает стабилизатор.

Включение транзистора 1 и 4 по ох -:ме с общим эмиттером спссобствует нолученин: высокого коэффициента стабилизации, Если сопротивление 8 достаточно semnco, а сой55 l ротивлениа 7 достаточно мало, то температурная нестабильность транзистора 1 мало отражается на величине тока срабатывания

442468 аниггьь Нестабильность параметров транзисторов 6 и 4 мачо отражается на токе (рао 3 I ûü 1íèÿ заши Гы ° так как выходное нанряж-.llиe стабилизатора значительно боли е возможных температурных. изменений ниц яжений klo эмиттерном переходе гранзис тор:. 6 и напряжения насыщения

I ранзис f î )û 4. (: н.-лью повьппения к.ц. д. устройсгва

; -:: ... о кл,а.оно в ка естве транзи ..тора 1 ш н .I(, юв il ь составной транзистор. .1йство сохраняет работоспособность и щ.и отсу яствии сопротивления 7 и коротл >м зал1ык гния сопротивления 8. При этом г уху,: и;»,гни г«рмосгабильность устройства.

Предмет изобре гения

Компенсацион гый стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательный регулирующий транзистор, схему

5 сравнения и усилитель постоянного тока, выходной каскад которого выполнен натранзисторе, о т д и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью стабилизации порога срабатывания защиты от перегрузок пс току без ухудшения параметров стабилизатора, он снабжен дополнительным транзистором одного типа проводимости с транзистором выходного каскада усилителя постоянного тока, причем эмиттер дополнительного транзистора через резистор соединен с коллекгором указанного транзистора усилителя, коллектор — с базой регулирующего транзи;:гора, а база — с коллектором того же трап:пи.l oра.

442468

i!.>н. M g > !»>:а 43 9 j!1!>н>н 7 >"!! l>vннн>:но»!

ill!!i!ill! нгунн!«>!»н>но>с> ноиин>е . <:>н» in М> нн> !>он> !..(л,!> н» !l. >l>.,I и »« ij>> i> i>lltl >I >нн}нн1нн!

И> >:кк>, I j:.jjj,">, аушев»я > н>>, 4! (!>,»>j»»>1»" 1!н» н»:, !>! . ннн, >!!, ji !»»>н> нскнн нас>, 24 (,.Ситко

< »е1ннн !ель !

>,,„...,,, Р,.фел1,дн>ян !,, н Е.!!одурушиаа g „,,<,, .!!.6!>ахнииа