СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2012922 (13) C1

(51) 5 G05F1/56 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4937334/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.05.20 
(45) Опубликовано: 1994.05.15 
(71) Заявитель(и): Шахтинский технологический институт бытового обслуживания 
(72) Автор(ы): Исаков А.Б.; Манжула В.Г.; Попов А.Э.; Соколов Ю.М.; Ясюкевич Н.И. 
(73) Патентообладатель(и): Шахтинский технологический институт бытового обслуживания 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 

Использование: в источниках электропитания. Сущность изобретения: устройство содержит четыре транзистора 1, 2, 8, 9, регулирующий элемент 3, включенный между входным и выходным выводами, делитель напряжения 4, включенный между выходным выводом и общей шиной, повторитель тока 6 с двумя цепями протекания выходного тока и источник тока 5, включенный между одной из этих цепей и общей шиной. Такое построение схемы позволяет снизить ее токопотребление. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие регулирующий элемент, источник опорного напряжения, делитель напряжения и несколько транзисторов (1).

Недостатком этих устройств является сравнительно большой ток потребления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объекту является устройство, приведенное в (2), которое и рассматривается в качестве прототипа.

Прототип содержит первый и второй транзисторы, регулирующий элемент, включенный между входом и выходом устройства, делитель напряжения, включенный между выходом устройства и общей шиной, источник тока, первый вывод которого соединен с общей шиной, и повторитель тока, причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, база второго транзистора связана с выходом делителя напряжения, коллектор второго транзистора соединен с входом повторителя тока, первый выход которого объединен с коллектором первого транзистора и подключен к управляющему выводу регулирующего элемента.

Недостатком прототипа является сравнительно большой ток потребления.

Целью изобретения является снижение тока потребления устройства.

Для достижения указанной цели в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй транзисторы, регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, источник тока, один из выводов которого соединен с общей шиной, и повторитель тока, причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, база второго транзистора соединена с выходом делителя напряжения, коллектор второго транзистора соединен со входной цепью повторителя тока, цепь протекания первого выходного тока которого вместе с коллектором первого транзистора подключена к управляющему выводу регулирующего элемента, введены третий и четвертый транзисторы, а в повторитель тока введена цепь протекания второго выходного тока, подключенная к другому выводу источника тока и к базе третьего транзистора, эмиттер которого соединен со входным выводом, а коллектор - с базой четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор - с эмиттерами первого и второго транзисторов.

Для установления соответствия предлагаемого устройства критерию "существенные отличия" проведен поиск известных в науке и технике решений могущих содержать сходные признаки, присущие предлагаемому. Однако, совокупность этих признаков в известных решениях не была обнаружена, поэтому это устройство соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит транзисторы 1 и 2, регулирующий элемент 3, включенный между входным и выходным выводами, делитель 4 напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, источник 5 тока, первый вывод которого соединен с общей шиной, и повторитель 6 тока, причем эмиттеры транзистора 1 и 2 объединены, база транзистора 1 подключена к источнику 7 опорного напряжения, база транзистора 2 соединена с выходом делителя 4 напряжения, коллектор транзистора 2 соединен с входом повторителя тока 5, первый выход которого объединен с коллектором транзистора 1 и подключен к управляющему выводу регулирующего элемента 3, транзисторы 8 и 9, причем эмиттер транзистора 8 подключен к входному выводу, база объединена со вторым выводом источника 5 тока и подключена к дополнительному выходу повторителя 6 тока, а коллектор соединен с базой транзистора 9, эмиттер которого заземлен, а коллектор соединен с эмиттерами транзисторов 1 и 2.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

В статистическом режиме ток коллектора транзистора 9 устанавливается равным удвоенному току источника 5, а токи транзисторов 1 и 2 одинаковы и равны току источника 5.

Предположим, что вследствие увеличения тока нагрузки выходное напряжение снизилось, тогда транзистор 1 откроется сильнее, а транзистор 2 подзакроется. Это приведет к уменьшению входного тока повторителя тока 5 и уменьшению его выходных токов. При этом большая часть тока источника 6 потечет в базу транзистора 8, который усилит возникшее приращение и передаст его в базу транзистора 9, ток коллектора которого возрастает и через приоткрывшийся транзистор 1 поступает на управляющий вывод регулирующего элемента 3. Ток через регулирующий элемент 3 увеличивается и компенсирует возникшее возмущение в цепи нагрузки.

В статическом режиме при токе нагрузки, равном нулю, ток потребления равен

Iпот = I5 + Iк9 + Iд 3I5, где I5 - ток источника 6;

Iк9 - ток коллектора транзистора 9, равный 2xI5;

Iд - ток делителя 4 (этой величиной можно пренебречь).

При этом максимальный ток нагрузки равен

Iн.мах = I5 x 8x91x Kiрэ, где к - коэффициент передачи тока в схеме к-го транзистора;

1- коэффициент передачи тока в схеме транзистора 1;

Kiрэ - коэффициент усиления тока регулирующего элемента.

Тогда ток потребления можно записать так

Iпот= , в то время, как у прототипа аналогичный параметр равен:

Iпот= .

Очевидно, что ток потребления описываемого устройства может быть на несколько порядков ниже, чем у прототипа.

Дополнительным положительным эффектом предложенного изобретения является уменьшение выходного сопротивления стабилизатора, так как приращение тока управляющего вывода регулирующего элемента 3 не вызывает значительного "перекоса" каскада на транзисторах 1 и 2 за счет действия следящей связи через повторитель 6 тока и транзисторы 8 и 9. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй транзисторы, регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, источник тока, один из выводов которого соединен с общей шиной, и повторитель тока, причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, база второго транзистора соединена с выходом делителя напряжения, коллектор второго транзистора соединен с входной цепью повторителя тока, цепь протекания первого выходного тока которого вместе с коллектором первого транзистора подключена к управляющему выводу регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения токопотребления, в него введены третий и четвертый транзисторы, а в повторитель тока - цепь протекания второго выходного тока, подключенная к другому выводу источника тока и к базе третьего транзистора, эмиттер которого соединен с входным выводом, а коллектор - с базой четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор - с эмиттерами первого и второго транзисторов.