Стабилизатор напряжения постоянного тока

Стабилизатор напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 750453

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических республик

-Ф (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву—

5 (22)Заивлеио 09.03.78(21) 2588643/24-07 (5! )М. КЛ. с присоелииеиием заявки .%

С 05 F 1/56

Гесударстннииый камитет (23) Hриоригет во делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.07.80. Ьк»ллетеиь № 27

Дата опубликования описаиия 23.07.80 (53) УЛК621, .316. 722. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А Я. ГольдннеР и В. B. g »IIIPm» (7!) Заявитель (54) СТЛ БИПИЗЛЧ ОР НЛПР.ЯЖ):-НИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехн».— ке и может быть использовано в источни— ках питания электро- и радиоаппаратуры, Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, соцержаший регулирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом оконечного каскада усилителя обратной связи на транзисторе, эмиттер которого через резистор соединен с обшей шиной и через стабилитрон — с

1О выходным силовым зажимом регулируюшего элемента, а база — с выходом предоконечного каскада усилителя обратной связи, и пусковой резистор, поцключен«bN параллельно регулируюшему элемену И

Недостатком известного стабилизатора является низкие КПД, нацежность и мгновенная нестабильность выходного на- пряжения. .20

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулируюший транзистор, включенный IIG схеме с общим эь»»»ттерок», состояши»», по крайней мере, пз двух каскадов транзисторный усилитель постоянного тока, вход которого поцкл»очен к выходным выводам, запускаю»»ч» и yaeII, в ключа юши и Е» себя целитель Входного HBIIряжеш»я, резистор и запу=каюший транзистор, подключенный эмиттером к выхоцу делителя входного напряжения, и два резистора (2J.

Недостатком такого стабилизатора является сложность схемы этого стабилизатора и его настройки, а также низкое значение мгновенной нестабильности из-за смешения рабочей точки транзистора оконечного каскада усилителя постоянного тока.

Бель»о изобретения является упрощение схемы стабилизатора и его настройки при повышении коэффициента стабилизации.

Псставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока„содержащий включенный в. од750

3 ну из силовых шин регулирующий транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, состоящий, по крайней мере, из двух каскадов, транзисторный усилитель постоянного тока, вход которого под ключен к выходным выводам, запускающий узел, включающий в себя делитель вхопного напряжения, резистор и запускающий транзистор, подключенный эмиттером к выходу делителя входного напряжения, и два резистора, введен опорный элемент, включенный между общей шиной и базой трензисторе оконечного каскада усилит-ля постоянного тока, которая через один из указанных резисторов соединена с одним из выхопных силовых электродов регулирующего транзисторе и базой запускаю= щего транзистора и через резистор запускающего узла - с коллектором запускающего транзистора, причем эмиттер транзистора оконе шого каскада усилителя постоянного тока через второй из указанных резисторов соединеч с общей шиной и непосредственно - с выходом предыдущего каскада усилителя, а коллектор непосредственно попкл учен к базе регулирующего транзистора.

Принципиальная электрическая схема с Taáèëèça Tîða напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

Стабилизатор напряжения постоянного тока содержит последовательный регулирующий транзистор 1, включенный по схеме с общим эмиттером, двухкескадный усилитель постоянного тока, последний каскад которого выполнен на транзисторе

2, резисторах 3, 4 и опорном элементе.

5, запускающий узел б,содержащий делитель 7 входного напряжения, резистор

8 и зепускающий транзистор 9, эмиттер которого подсоединен к выходу делителя 7. База регулирующего транзистора

1, подсоединена к коллектору транзисторе 2, эмиттер которого через резистор

3 подключен к общей шине стабилизатора и к выходу предоконечного каскада усилителя - непосредственно. Резистор 4 и опорный элемент 5 образуют делитель напряжения. База транзистора 2 подключена к выходу этого пелителя напряжения.

Коллектор запускающего транзис гора 9 подключен к выходу этого же целителя через резистор 8, а база транзистора 9— к выходу регулирующего транзистора 1 непосре пс твенно.

Стабилизатор работает слепующим образом. При попече напряжения не вход стабилизаторе запускающий транзистор

9 насьш1ается так как все напряжение в начальный момент времени прикладывается к транзистору 1. Через базовый переход транзистора 2 и резистор 3 проходит ток, определяемый номиналами резисторов

8-и верхнего плеча делителя 7. Этот ток смещает рабочую точку транзистора 2 на линейный участок. Сопротивление транзистора 1 уменьшается, на выходе стабилизатора появляется напряжение, Стабилизатор запускается и, тек как напряжение на транзисторе 1 уменьшается на величину входного напряжения, транзистор

9 запирается и действие запускающей цепи прекращается.

При коротком замыкании на выходе стабилизатора средний вывод делителя 7 замыкается через базовый переход транзистора 9 на общую шину, Напряжение перераспределяется между коллекторным переходом транзистора 9, высокоомным резистором 8 и параллельно соединенными для этого режима резистором 4 и опорным элементом 5 ° При этом ток, ответвляющпйся в транзистор 2, будет настолько мал, что послепний бупет гарантированно заперт. Так кек коллектор транзистора 2 связан с транзистором 1 непосредственно, то последний тоже на дежно заперт, Остаточный ток короткого замыкания определяется номиналом сопротивления верхнего плеча делителя 7 и коэффициентом усиления транзистора 9 и не проходит через транзистор 1, Таким обрезом, транзистору 1 в режиме короткого замыкания на выходе не ут рожает перегрузка. При устранении причины корот кого замыкания не выходе стабилизатора, на опорном элементе 5 появляется напря жение, достаточное для отпирания транзистора 2, а следовательно транзистора 1.

Как только появляется.,входное напряжение, транзистор 9 запирается и влияние запускающего узла на стабилизатор прекращается.

Н пинвмическом режиме схема работает следующим образом. Поп влиянием изменения входного напряжения или тока нагрузки изменяется выходное напряжение. Появляющийся при этом сигнал рассогласования усиливается каскадами усилителя постоянного тока. Через резистор

3 проходит ток Н

= — +(J + (1 ) где Ъ1 — коэффициент усиления регулирующ го транзистора резисторе 3 изменяют коллекторный ток транзистора 2 и соответственно сопро»тивление регулирующего транзистора таким образом, что номинал выходного напряжения восстанавливается с точностью, определяемой коэффициентами усиления всех транзисторов стабилизатора.

Введение дополнительной стабилизации положения рабочей точки транзистора

1о усилительного каскада повышает стабилизирующие свойства схемы стабилизатора.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий транзистор, включенный пс схеме с общим эмитте20 ром, состоящий по крайней мере, иэ двух каскадов, транзисторный усилитель постоянного тока, вход которого подключен к выходным выводам, запускающий узел, включающий в себя делитель входного

25 напряжения, резистор и запускающий транзистор, подключенный эллиттером к выходу делителя входного напряжения, и цва резисторе, отличающийся тем. что, с целью упрощения схемы ста30 билизатора и его настройки при повышении его коэфф:щиента стабилизации, в него введен опорный элемент, включенный между общей шиной и базой транзистора оконечного каскаца усилителя

Зч постоянного тока, "îòîðàÿ через оцин из указанных реэисторо соецинена с одним иэ выходных силовых электродов регулирутощего транзистор» и базон запускаюlaего транзистора и через резистор за4G пускающего узла — с коллектором запускающего транзистора, причем эмиттер транзистора оконечного каскаца усилителя постоянного тока через второй из указанных резисторов соецпнен с общей шиной и непосредственно - с выходом предыпущего каскаМ усилителя, а коллектор непосредственно поцключен к базе регулирующего трачэистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техника средств связи, сер. РТ, вып. 5, 1977, с. 56, фиг. 2.

2. Авторское свидетельство СССР

М 475609, кл. G 05 F 1/56, 1975.

5 750453 постоянная составляющая кол лекторного тока тртзистора прецоконечного каскада усилителя постоянного тока," дД вЂ” приращения тока, пропор9 циональные сигналу рассогласования;

3 н — ток нагрузки.

Напряжение на резисторе 3 включает в себя составляющую, пропорциональную сигналу ошибки и смешает рабочую точку транзистора 2 B фазе, соответствующей изменению коллекторного тока транзистора 2 и базового тока транзистора

1, при котором номинал выходного напряжения восстанавливается.

Благодаря такому включению опорного элемента, как в данном стабилизаторе, через базовый переход транзистора

2 стремится пройти некоторый ток, но падение напряжения на резисторе 3 от прохождения этого тока запирает транзистор 2, Образуется, таким образом, отрицательная обратная связь, надежно запирающая транзистор 2 в режиме короткого замыкания на выходе стабилизатора.

Это позволяет отказаться от генератора импульсов тока, имеющегося в прстотипе. Генератор импульсов тока состоит, по крайней мере, из одного транзистора, конденсатора и нескольких р=зисторов, что усложняет схему и ;,леньшает нацежность стабилизатора.

Оконченный каска ц усилителя нос гожного тока благодаря подключению базы транзистора 2 к опорному элементу 5, а токоздцающего резистора в цепь его эмиттера представляет собой относительно изменений вхоцного напряжения токостабилизирующий элемент.А так как выход, оконечного каскада усилителя соединен со вхо цом ре гул и руюшег о транэ ис тс ра непосредственно, То управляющий ток послецнего не зависит от нестабильности входного напряжения. В то же время благодаря непосредственной связи между предоконечным каскадом усилителя и токозацаюшим резистором 3 в токостабилизирующем элементе, на резисторе 3 образуются приращения напряже- ния, пропорциональные сигналу ошибки и усиленные предшествующими каскадами усилителя. Приращения напряжения на

750453

Составитель C. Ситко

Редактор Л. Горькова Техред И. Асталош

Корректор М, Пожо

Подписное

Филиал ППП 1 Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4656/37 Тираж 956

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5