Стабилизированный источник постоянного напряжения

Стабилизированный источник постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111666 О 3 7

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (ц%

t (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.04.77 (21) 2470579/24-07 (51) М. Кл. -

G 05F 1/58 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень _#_o 16 (53) УДК 621,316.722. .1(088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (72) Авторы изобретения

В. А. Атаназевич и Н. Г. Ворновицкая (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЪ|Й ИСТОЧНИК

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиотехнических устройств, устройств связи и вычислительной техники.

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий последовательно включенные с источником питания и нагрузкой предварительный и выходной линейные стабилизаторы. Параллельно силовому регулирующему транзистору в предварительном стабилизаторе включен низкоомный шунтирующий резистор, за счет установки которого уменьшается мощность, рассеиваемая на силовых регулирующих транзисторах источника постоянного напряжения и повышается надежность его работы (1).

Известен также стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий соединенные последовательно входной и выходной регулирующие транзисторы, включенные в одну из силовых шин, усилитель обратной связи, входами подсоединенный к выходным выводам, а выходом — к базе выходного регулирующего транзистора, и резистор, шунтирующий коллекторемиттерный переход входного регулирующего транзистора (2).

Обладая рядом положительных качеств, известное устройство незаменимо в высоковольтных прецизионных стабилизаторах напряжения, высокоточных устройствах с широким диапазоном изменения входного напряжения. Но в ряде случаев отрицательно на применении стабилизатора— прототипа сказывается конструкция предварительного стабилизатора на регулирующем элементе, который шунтирован рези10 стором, что приводит к появлению значительного обра гпого напряжения на базаэмиттерном переходе транзистора при уменьшении тока нагрузки, либо в моменты временного отключения нагрузки от

15 выхода источника, например, при работе в импульсном режиме.

Стабилизация напряжения на выходе предварительного линейного стабилизатора на входном регулирующем транзисторе бу20 дет иметь место в том случае, если сопротивление этого транзистора меньше сопротивления шунтирующего .резистора. Граничным условием существования режима стабилизации будет равенство сопротивле25 ний указанных элементов.

Таким образом, уменьшение тока нагрузки вызывает увеличение сопротивления регулирующего транзистора и приводит и увеличению выходного напряжения предва30 рительного линейного стабилизатора, и, в

660037

65 конечном итоге, при полном отк»поченип нагрузки вес напряжение исгоччика питания через шунтирующий резистор поступает на выход предварительного стабичизатора. Переход база — эмиттер (вход) входного регулирующего транзистора вклю ref* между выходом предвяритсльного IT;I<»I I»затора и входом выходного ссяс)плпзятор ., включепíîM последовательно с исто f!II!ê0)l опорного напряжения. В процессе р або гы входной регулирующий транзистор имеет сопротивление, меньшее сопротивления шунтирующего резистора. При уменьшении нагрузки, и, в предельном с.7ó làñ, отключении от выхода схемы через резистор Hffпряжение источника питания поступает на выход предварительного стабилизатора, Разность потенциалов в этом случае отрицательная, в.содной регулирующий транзистор закрыт.

Повышенное значение обратных напряжений на входе понижает надежность работь) как T():1пзисторОР, так II всего уст1)ойства.

Целью изобретения является повышение надежности при колебаниях тока нагрузки.

Для этого в стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий соединенные последовательно входной и выходной регулирующие транзисторы, включенные в одну из силовых шик, усилитель обратной связи, входами подсоединенный к выходным выводам, а выхсдом— к базе выходного регулирующего транзистора, и резистор, шунтируюгций кэллекТ0р-эмиттерный переход входного регулирующего транзистора, введены рсг)...7ируемый опорный блок, состоящий из транзистора, нслинейного элемента и резистора, и диод, подключенный встречно-параллельно база-эмиттерному переходу входного регулирующего транзистора, причем база входного регулирующего транзистора через нелинейный элемент опорного блока соединена с коллектором транзистора опорного блока, база которого подключена к выходному силовому зажиму вы. одного регулирующего транзистора, а эмигтер через резистор опорного блока соединен с Обшей шиной.

На черте>ке изобря>кена принципиальная элсктрпческая схема стабилизированного источника постоянного напряжения.

Он содержит последовательно включенные с источником питания 1 и нагрузкой

2 предварительный линейный стабилизатор

3 и выходной линейный стабилизатор 4 с усилителем обратной связи 5. Входной регулирующий транзистор 6 предварит льного линейного стабилизатора 3 шунтирован резистором 7. База регулирующего транзистора б шунтирована встречно включенным диодом 8 и соединена с общей шиной источника питания 1 и нагрузки 2 через регулируемый опорный элемент 9, выпол5

1»

20 )5

3 )

4 ненный на транзисторе 10, кол,7сктором через стабилитрон 11, подклlo генным к базе регулирующего транзистора б, эмиттсром через резистср 12 — к обшей шине, а базой — к выходу вы :îäffîãî линейного стабилиза! op a 4. в состав которого входит рег;лиру)опций гран-!IcTор 13 с подключенным и ег0 бяз(усплптслс.м 6 обратной связи. К базам тряпзпсторо!3 6. 13 через огр IHH÷èòå lûï>lñ ))с Ilñòîðû 14, 15 подкл)очен источник смещения 16.

C . .яоилизировяннь!й источник постояннсго напряжения работает следующим образом.

В процессе работы напряжение OT источника питания 1 через последовательно вклю ff. нные стябп.7изаторы 3, 4 подастся

;Ia нагрузку 2. 3а счет энергии источника питания 1 компенсируется расход энергии в нагрузке 2 путем обратно пропорционального изменения сопротивления рсгулпруюгцих транзисторов 6, 13. Силовая часть каждого линейного стабилизатора 3, 4 в данном случае выполнена IIÎ схеме эмиттерного повторителя и в рсжпмс номинальной нагрузки на выходах стабилизаторов дсйствуют напряжения регулируемого опорного блока 9 и усилителя 5 ооратной связи соответственно.

Транзистор 10 опорного блока 9, подключенного между базой транзистора 6 и обшей шиной, находится в режиме насыщения из-за того, что ток змиттерьой цепи через резистор 12 больше тока коллекторной цепи через стабплитрон 11.

Таким обра".îì напряжение, действующее на входе транзистора 6 относительно обшей шиньп равно сумме напряжений Hd стабилитроне 11, насыщенном транзисторе

10 и резисторе 12.

Как известно, при уменьшении "îêà нагрузки транзистор 6 предварительного линейного стабилизатора входит в рс)ким отсечки (закрывается) и напряжение на выходе стабилизатора повышается. Диод 8 смсп)ястся I: прямом направлении, и ток коллекторной цепи транзистора 10 через стабилитрон 11 увеличивается, приближаясь к значению тока эмиттерной цепи через резистор 12. Когда ток через стабилитрон 11 больше тока через резистор 12, няпряжсиис па рсзисторс 12 повышастсsl, то пс рс!sî;III I транзистор 10 !3 линс йпый рсжим, так как на сго базе действует постоянное напряжение выходного линейного стабилизатора 4. В дальнейшем напряжение на коллекторе транзистора 10 возрастает пропорционально росту выходного напряжения предварительного стабилизатора, а ток через диод 8 остается неизменным. При этом обратное напряжение иа входе транзистора б предварительного линейного стабилизато)а 3 в стаоилизированном источнике постоянного напряжения ос660037

Составитель С. Ситко

Корректор Л. Орлова

Редактор Ю. Челюкаиов

Заказ 556/9 Изд. ¹ 267 Тираж 1014 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретении и отк ч!,тти!!

П3035, Москва, Ж-35, Раун!ская наб., д. 4, 5

Типография. пр. Сапунова. " тается неизменным и не превышает напряжения на прямосмещенном д11одс 8.

Аварийный режим исключается.

Стабилизированный источник постоянного напряжения можно применить в децентрализованной системе электропитания аппаратуры, требующей высокостабильного напряжения с малым уровнем пульсации, при обязательном отсутствии электромагнитных помех и высокочастотных всп 1ccков на фоне выходного постоянного напряжения.

Формул а изобретения

Стабилизированный источник постоянного напряжения, содер жа1ций соединенные последовательно входной и выходной рсг;лирующие транзисторы, включенныс в одну из силовых шин, усилитель обратной связи, входами подсоединенный к выходным выводам, а выходом — к базе выходного регулирующего транзистора, и резистор, шунтирующий коллекторно-эмпттерный переход входного регулирующего транзистора, отл ич 2 10IIIH Hc H тем, что, с целью повышения надежности при колебаниях тока нагрузи:1, в него введены регулируемы!1 опорньш блок, состоящий из тр.-.нзистора, нелинейного элемента и рези5 стора, и диод, подключенный встречно-параллельно база-эмиттер ному переходу входного регулирующего транзистора, причем база входного регулирующего транзистора через нелинейный элемент опорного

10 блока соединена с коллектором транзистора опорного блока, база которого подключена к выходному силовому зажиму выходного регулирующего транзистора, а эмиттер через резистор опорного блока соеди15 нен с общей шиной.

Источники иHôормации, пр!!нятые во внимание при экспертизе

1. 1,ар .ов Б. 11. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряже20 нпя и гок!!. !1., «Э гергия-., 1967, с. 64, PIIC. 42.

2. Источники электропитания на полу1 1, ) о В Од 11 i! к О Б ы . I! j) i б (гр а х и о:1 j) е Д. Д ОД11ка С. I. и Галь!!ерина Е. И., М., «Сов.

25 рал1!о», 1969, с. 189, рис. 111.18.