Стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения выравнивания токов регулирующих транзисторов в Динамическом режиме. Осуществлению цели способствует введение в схему устройства токозадающего // (Л 00 00 сл со СЛ СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«19) «П) fSB 4 С 05 F 1 569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3964265/24-07 (22) 05,09.85 (46) 07,09.87. Бюл. 1)- 33 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительных машин (72) А,-И.И,Завецкас и К,Д.Осипова (53) 62!.316,722.1 (088.8) (56) Патент Англии У- 852128, кл. G 05 F )/569, 1960 °

Авторское свидетельство СССР

))- 603959, кл. G 05 Р 1/569, 1978, (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения выравнивания токов регулирующих транзисторов в динамическом режиме. Осуществлению цели способствует введение в схему устройства токоэадающего

1335959 днухпопюсника 7, подключенного к эмиттерам выравнивающих транзисторов

6,1 — 6.N. При этом выход у.илителя 1О

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повьппение надежности стабилизатора путем обеспечения выравнивания токов параллельно включенных регулирующих транзисторов и в динамическом режиме, На фиг,1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения для случая, когда регулирующие транзисторы включены коллекторами к входному выводу; на фиг ° 2 то же, когда регулирующие транзисторы включены коллекторами к выходному выводу, Стабилизатор постоянного .напряжения содержит измерительный узел 1, N регулирующих транзисторов 2,,1-2 ° N а также N эмиттерных резисторов

3.1-3.N u N базовых резисторов 4,!—

4.N, транзисторную матрицу 5 из N выравнивающих транзисторов 6,1-6.N и токозадающий двухполюсник 7, Измерительно-усилительный узел 1 содержит источник 8 опорного напряжения, делитель 9 выходного напряжения и усилитель 10 сигнала рассогласования.

На схеме фиг,1 регулирующие транзисторы 2,1-2 ° N подключены коллекторами к входному выводу 11, а эмиттерами через резисторы 3 ° 1-3,N — к вы ходному выводу 12, к которому подключен дополнительный источник 13 питания, от которого питается источник 8 опорного напряжения, усилитель 10, а также коллекторная цепь согласующего транзистора 14. Двухполюсник 7 выполнен на резисторе 15 и подключен одним выводом к точке 16 объединения эмиттеров транзисторов матрицы 5, а другим выводом — к общему выводу стабилизатора 17. Элементы 8, 10 и 14 входят в состав микросхемы 18 °

На схеме фиг.2 регулирующие транзисторы 2.1-2.N подключены коллектосигнала рассогласования подключен к общей точке базовых резисторов 4. 1

4.N. 2 ил. рами к выходному выводу 19, а эмиттерами через эмиттерные резисторы

3.1-3.N — к входному выводу 20, В этой схеме в качестве днухполюсника

7 использованы резистор 21 и последовательный дополнительный источник

22 питания, Стабилизатор по фиг,1 работает следующим образом.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется сравнением части выходного напряжения на выходе делителя 9 с напряжением источника 8 опорного напряжения, усиленнем полученного сигнала рассогласования усилителем

10 и воздействием через согласующий транзистор 14 и резисторы 4,1-4 ° N на базы транзисторов 2.1-2.N, сопротивление которых изменяется таким образом, чтобы уменьшить изменение выходного напряжения, вызванное возмущением.

26 В данной схеме ток с выхода согласующего транзистора 14 разветвляется на И ветвей, образованных резисторами 4.1-4.N.Òîê каждого резистора

4,1-4.N далее делится на две части: часть втекает в базу соответствующего регулирующего транзистора 2 ° 1-2,N, другая часть протекает через переход коллектор-эмиттер соответствующего транзистора 6,1-6 ° N матрицы 5,Эмит35 терные резисторы 3,1-3.N имеют одинаковые значения сопротивлений, При отсутствии разброса параметров транзисторов токи через все резисторы 4.1-4.N одинаковы, токи через

4О все базы транзисторов 2 ° 1-2,N одинаковы, коллекторные токи транзисторов

6 ° 1-6,N тоже равны.

Если, например, транзистор 2,1 имеет минимальное напряжение база45 эмиттер и максимальный коэффициент усиления тока, транзистор 2.2 — максимальное напряжение база-эмиттер и минимальный коэффициент усиления

1335959

20

55 тока, а транзисторы 2 ° 3-2.N — промежуточные значения этих параметров, то при таком сочетании параметров ток через транзистор 2,1 стремится к увеличению, ток через транзистор

2,2 — к уменьшению, что приводит к увеличению падения напряжения на резисторе 3.1 и уменьшению напряжения на резисторе 3,2 °

В итоге на базу транзистора 6.1 поступает более высокое напряжение, а на базу транзистора 6.2 — более низкое, что приводит к увеличению коллекторного тока через транзистор

6.1 и к уменьшению тока через транзистор 6.2, из-за чего увеличивается падение напряжения на резисторе 4.1 и уменьшается напряжение на резисторе 4,2, что в свою очередь, приводит к уменьшению напряжения (и, следовательно, тока), поступающего на базу транзистора 2 ° 1, и к увеличению напряжения (и тока), поступающего на ба. зу транзистора 2.2 °

Следовательно, схема препятствует увеличению тока коллектора транзистора 2.1 и уменьшению тока коллектора транзистора 2.2, т.е ° неодинаковому делению токов через параллельные регулирующие транзисторы.

Реакция отдельных транзисторов

6.3-6,N зависит от того, к какому значению тока стремятся соответствующие им транзисторы 2.3-2.N, если к большему, чем среднее значение тока через один регулирующий транзистор, то токи соответствующих им транзисторов 6,3-6.N увеличиваются, увеличивая падения напряжения на соответствующих им резисторах 4 ° 3-4,N, что приводит к уменьшению токов соответ,ствующих транзисторов 2.3-2.N. Te транзисторы 2,3-2,N ток через которые стремится к меньшему току, чем

"реднее значение, получают воздейстние соответствующих им транзисторов о,3-6.N препятствующее уменьшению их токов. Таким образом, осуществляется выравнивание токов транзисторов

2.)-2 ° N.

Неравномерность распределения токов между параллельными регулирующими транзисторами определяется неравномерностью напряжений на переходе база †эмитт транзисторов 6.1-6.N, которая применением транзисторной матрицы, содержащей в одном корпусе транзисторы, изготовленные в течение одного технологического процесса и из одного исходного материала, се30 дится к очень небольшим значениям (порядка нескольких милливольт).

Резистор 15 выбран таким образом, чтобы ток через него был достаточен для компенсации наиболее неблагоприятного сочетания параметров транзисторов 2.1-2.N.

В схеме стабилизатора по фиг.! используется дополнительный источник

13 питания, что способствует повышению экономичности стабилизатора из-за уменьшения минимально необходимого падения напряжения между входным 11 и выходным 12 выводами стабилизатора °

При этом наличие резисторов 4.1-4,N не увеличивает потерь мощности в регулирующих транзисторах 2.)-2.N.

В качестве регулирующих транзисторов 2.1 — 2,N применены составные транзисторы. Резистор 15 в принципе может быть подключен не только к общему выводу стабилизатора )7, но и к любому дополнительному источнику питания, потенциал которого ниже потенциала выходного положительного вывода силовой шины стабилизатора 12, В варианте схемы стабилизатора постоянного напряжения по фиг,2 регулирующие транзисторы 2.1-2 ° N проводимости типа и-р-и подключены коллекторами к выходному выводу 19, образуя стабилизатор отрицательного выходного напряжения. На этой схеме иэмерительно-усилительный узел 1 контура стабилизации выходного напряжения обеспечивает стабилизацию выходного напряжения, изменяя величину тока, вытекающего из выхода усилителя 10.

Выравнивание токов транзисторов 2.1

2,N осуществляется аналогично рассмотренному для схемы по фиг ° 1, Обе схемы экономичны, так как ввиду малости разницы напряжений перехода база-эмиттер между транзисторами 6,1-6.М матрицы 5 (например, порядка 3 мВ) эмиттерные резисторы 3.1-3,N могут выбираться такими, чтобы падения напряжения на них, а следовательно, и потери мощности были бы небольшими (например, порядка 30 мВ при

10Х неравномерности токов). Схемы стабилизаторов обладают высоким быстродействием при скачкообразном изменении тока нагрузки, так как вызванный возмущением сигнал рассогласования, 1335959

Составитель В,Есин

Техред В.Кадар

Редактор В.Данко

Корректор А,Тяско

Заказ 4046/42

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 усиленный усилителем 10 постоянного тока и согласующим транзистором 14, прикладывается одновременно к базам всех регулирующих транзисторов 2.1

2,N, а двухполюсник 7 обеспечив ае т необходимый ток через транзисторы

6,1-6 ° N, Предложенное устройство по сравнению с извес тным обеспечив ает выравни- i p вание токов регулирующих транзисторов не только в статическом режиме, но и в динамическом режиме при включении стабилизатора или при скачкообразном увеличении тока нагрузки. 15

Формула изобретения

Стабилизатор. постоянного напряже— ния, содержащий 11 регулирующих транзисторов, соединенных параллельно 20 между собой через эмиттерные и базовые резисторы и включенных коллекторно-эмиттерными цепями между входным и выходным выводами, усилитель сигнала рассогласования, выход которого связан с базами регулирующих транзисторов, а входы соединены с источником опорного напряжения и делителем выходного напряжения, N выравнивающих транзисторов, эмиттеры которых объединены, а коллекторы и базы подключены к базам и эмиттерам соответствующих регулирующих транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения выравнивания токов регулирующих транзисторов и в динамическом режиме, в него введен токозадающий двухполюсник, подключенный к эмиттерам выравнивающих транзисторов, а общая точка соединения базовых резисторов подключена к выходу усилителя сигнала рассогласования,