SU1056158A1

SU1056158A1 - D.c. voltage regulator

Info

Publication number: SU1056158A1
Application number: SU823476033A
Authority: SU
Inventors: Сергей Тимофеевич Дремов; Георгий Михайлович Сычев
Original assignee: Киевское Научно-Производственное Объединение "Аналитприбор"
Priority date: 1982-08-03
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1983-11-23

Abstract

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласукидем транзисторах одного типа проводимости и упр авл ющем транзисторе другого типа проводимости , причем коллектор согласующего транзистора и эмиттер управл юJ - о щего транзистора соединены через резистор с общей шиной, а через полупроводниковый элемент - с выходным выводом, база управл ющего транзистора через токоограничиваюший двух- . полюсник подключена к входному вы- . воду и .непосредственно соединена с выходом усилител посто нного тока, неинвертирую1 ий вход которого соединен с onopHfcjM стабилитроном и с одним из выводов ограничительного резистора , инвертирующий вход подключен к делителю выходного напр жени , отличающийс тем, что, с целью уменьшени выходного сопротивлени с одновременным снижением мощности рассе ни , другой вывод ограничительного резистора (Л подключен к точке соединени эмиттера управл ющего транзистора с полупроводниковым элементом.. ю и сд 35 п А« ел X Q(J S ш..A DC VOLTAGE STABILIZER containing a regulating element made on power and matching transistors of one conductivity type and controlling a transistor of another conductivity type, the collector of the matching transistor and the emitter of the control transistor being connected through a resistor to a common bus and through a semiconductor core - with the output terminal, the base of the control transistor through the current-limiting two-. the pole is connected to the input terminal. water and directly connected to the output of a DC amplifier, the non-inverting input of which is connected to the onopHfcjM Zener diode and one of the limiting resistor outputs, the inverting input is connected to an output voltage divider, characterized in that, in order to reduce the output resistance while decreasing power dissipation, another pin of the limiting resistor (L is connected to the point of connection of the emitter of the control transistor with a semiconductor element .. y and cd 35 n A e XQ (JS w ..

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани . Известен стабилизатор, обладающий низким выходным сопротивлением В таком стабилизаторе дл уменьшени выходного сопротивлени применен двухкаскадный усилитель обратно св зи l . Однако такое техническое решение , привод щее к усложнению схемы стабилизатора, увеличению мощности рассе ни и снижению устойчивости его работы, не позвол ет получить выходное сопротивление, близкое к нулю. Известен стабилизатор, в котором малое выходное сопротивление достигнуто путем введени в силовую выходную шину компенсирующего резистора 2 , Недостатками данного стабилизатора вл ютс больша мощность рассе ни регулирующего элемента и сложность схемы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс ста билизатор напр жени посто нного то ка, содержащий регулирующий элемент выполненный на силовом и согласующем транзисторах одного типа проводимости и управл ющем транзисторе другого типа проводимости, причем коллектор согласующего транзистора и эмиттер управл ющего транзистора соединены через резистор с общей ши ной, а через полупроводниковый элемент - с выходным выводом,база управл ющего транзистора через токоограничивающий двухполюсник подключена ic входному выводу и непосредственно соединена с выходом усилите л посто нного тока, неинвертирующи вход которого соединен с опорным стабилитроном и-с одним из выводов ограничительного резистора, инверти рующий вход подключен к делителю вы ходного напр жени . Мощность рассе ни регулирун щего элемента уменькена за счет введени полупроводникового элемента .и резистора включенных между выходным выводом и общей шиной зЗ . Однако известный стабилизатор об ладает повышенным выходным сопротив лением из-за ограниченного коэффици ента усилени усилител посто нного тока и изменени потенциала эмиттера управл ющего транзистора при колебании нагрузки, а также большой мощностью рассе ни резистора в цеп эмиттера управл ющего транзистора. Целью изобретени вл етс умень шение выходного сопротивлени с одновременньтм снижением мощности рассе ни . Поставленна цель достигаетс тем, что в стабилизаторе напр жени посто нного тока, содержащем регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласующем транзисторах одного типа проводимости и управл ющем транзисторе другого типа проводимости , причем коллектор согласующего транзистора и эмиттер управл ющего транзистора соединены через резистор с общей шиной, а через полупроводниковый элемент - с выходным выводом , база управл ющего транзистора через токоограничивающий двух .полюсник подключена к входному выводу и непосредственно соединена с . выходомусилител посто нного тока, неинвертирующий вход которого соединен с опорным стабилитроном и с одним из выводов ограничительного резистора , инвертирующий вход подключен к делителю выходного напр жени , другой вывод ограничительного резистора подключен к точке соединени эмиттера управл ющего транзистора с полупроводниковым элементом. При уменьшении тока нагрузки снижаетс величина напр жени между эмиттером управл ющего-транзистора и общей шиной. В результате уменьшаетс напр жение опорного стабилизатора и, соответственно, выходное напр жение стабилизатора, компенсиру .его увеличение, вызванное выходным сопротивлением. На чертеже- показана электрическа схема стабилизатора напр жени посто нного тока. Стабилизатор напр жени посто нного тока содержит регулирующий элемент , выполненный на силовом 1 и согласующем 2 транзисторах одного типа проводимости и управл ющем 3 транзисторе другого типа проводимости , резистор 4, полупроводниковый элемент 5, токоограничивающий двухполюсник 6, усилитель 7 посто нного тока, опорный стабилитрон 8,ограничительный резистор 9 и делитель 10 выходного напр жени . Коллектор согласующего транзистора 2 и эмиттер управл ющего транзистора 3 соединены через резистор 4 с общей шиной, а через полупроводниковый элемент 5 - с выходным, выводом .База управл ющего транзистора 3 через токоограничительный двухполюсник 6 подключена к входному выводу и непосредственно соединена с выходом усилител 7 посто нного тока. Неинвертирующий вход усилител 7 посто нного тока соединен с опорным стабилитроном 8 и одним из выводов ограничительного резистора 9, инвертирующий вход подключен к делителю 10 выходного напр жени . Сущность изобретени заключаетс в следующем.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power sources. Known stabilizer with low output impedance. In such a stabilizer, a two-stage feedback amplifier l is applied to reduce the output impedance. However, such a technical solution, which complicates the stabilizer circuit, increases the power dissipation and reduces the stability of its operation, does not allow to obtain an output resistance close to zero. A stabilizer is known in which a small output resistance is achieved by introducing a compensating resistor 2 into the power output bus. The disadvantages of this stabilizer are the high power dissipation of the regulating element and the complexity of the circuit. The closest to the technical essence of the invention is a DC voltage stabilizer containing a regulating element made on the power and matching transistors of one conductivity type and a control transistor of a different conductivity type, the collector of the matching transistor and the emitter of the control transistor being connected through a resistor with a common busbar, and through a semiconductor element - with an output terminal, the base of the control transistor is connected through the current-limiting two-pole ic to the output and directly connected to the output of a DC amplifier, the non-inverting input of which is connected to a reference Zener diode and to one of the terminals of the limiting resistor, the inverting input connected to an output voltage divider. The power dissipated by the regulating element is reduced by introducing a semiconductor element and a resistor connected between the output terminal and the common bus bar. However, the known stabilizer has a higher output impedance due to the limited gain of the dc amplifier and a change in the emitter potential of the control transistor during load fluctuations, as well as a high dissipation power of the resistor in the emitter circuit of the control transistor. The aim of the invention is to reduce the output impedance while simultaneously reducing power dissipation. The goal is achieved by the fact that in a DC voltage regulator containing a regulating element made on the power and matching transistors of the same conductivity type and the control transistor of a different conductivity type, the collector of the matching transistor and the emitter of the control transistor are connected to the common bus via a resistor , and through a semiconductor element - with an output terminal, the base of the control transistor is connected to the input terminal and directly through a current-limiting two terminal. bonded to the. DC output amplifier, non-inverting input of which is connected to the reference Zener diode and one of the limiting resistor outputs, inverting input is connected to the output voltage divider, another limiting resistor output is connected to the emitter connection point of the control transistor with the semiconductor element. When the load current decreases, the voltage between the emitter of the control transistor and the common bus decreases. As a result, the voltage of the reference stabilizer and, accordingly, the output voltage of the stabilizer are reduced, compensating for its increase due to the output resistance. The drawing shows an electrical circuit of a DC voltage regulator. The DC voltage regulator contains a regulating element made on power 1 and matching 2 transistors of one type of conductivity and control 3 a transistor of another type of conductivity, resistor 4, semiconductor element 5, current-limiting two-pole 6, amplifier 7 of direct current, reference zener diode 8 , limiting resistor 9 and output voltage divider 10. The collector of the matching transistor 2 and the emitter of the control transistor 3 are connected via a common bus resistor 4, and through the semiconductor element 5 to an output, output. The base of the control transistor 3 is connected to the input terminal through the current limiting two-terminal 6 and directly connected to the output of the amplifier 7 fixed nnogo current. The non-inverting input of the DC amplifier 7 is connected to the reference Zener diode 8 and one of the terminals of the limiting resistor 9, the inverting input is connected to the divider 10 of the output voltage. The essence of the invention is as follows.

В номинальном режиме нагрузки напр жение между эмиттером управл ющего транзистора 3 и общей шиной стабилизатора ниже выходного напр жени - , определ емого напр жением опорного стабилитрона 8, на величину падени напр жени на полупроводниковом элементе 5..In the nominal load mode, the voltage between the emitter of the control transistor 3 and the common bus of the stabilizer is lower than the output voltage - determined by the voltage of the reference zener diode 8, by the amount of voltage drop on the semiconductor element 5 ..

При уменььмении тока нагрузки на величину li напр жение между эмиттером управл ющего транзистора 3 и общей шиной стабилизатора снижаетс на величину нWhen the load current decreases by the value of li, the voltage between the emitter of the control transistor 3 and the common stabilizer bus decreases by the value of n

(, ,(,,

где ftj - коэффициент усилени силового транзистора 1 , Rg - дифференциальное сопротивление полупроводникового элемента 5. . Это приводит к снижению напр жени опорного стабилитрона 8 на вели .чину fikUg, равнуюwhere ftj is the gain of the power transistor 1, Rg is the differential resistance of the semiconductor element 5.. This leads to a decrease in the voltage of the reference zener diode 8 on the magnitude of fikUg equal to

2н2n

«86"86

s n - as-R; s n - as-R;

р,R,

где Rwhere r

-дифференциальное сопроав тивление опорного стабилитрона 8;-differential resistance of the reference Zener diode 8;

R.R.

-сопротивление ограничительного резистора 9.- resistance of the limiting resistor 9.

В результате уменьшаетс выходное напр жение, компенсиру его увеличение, определ емое выходным сопротивлением, т.е. выходное сопротивление стабилизатора уменьша0 етс .As a result, the output voltage decreases, compensating for its increase determined by the output resistance, i.e. stabilizer output impedance decreases.

Так как часть суммарного тока коллекторов согласующего транзистора 2 и управл ющего транзистора 3 протекает по цепи - ограничительный ре5 зистор 9, опорный стабилитрон 8, снижаетс мощность рассе ни резистора 4 и, соответственно, всего ста . билизатора.Since a part of the total collector current of the matching transistor 2 and the control transistor 3 flows through the circuit — the limiting resistor 9, the reference zener diode 8, the dissipation power of resistor 4 and, accordingly, of a hundred, is reduced. bilizer

При малых токах нагрузок, когда, отсутствует согласующий транзистор At low load currents, when there is no matching transistor

0 2, резистор 4 может быть исключен, роль его выполн ет цепочка-резистор 9, опорный стабилитрон 8, т.е. источник опорного напр жени дополнительно служит дл снижени мощности 0 2, the resistor 4 can be eliminated, the role is performed by the chain-resistor 9, the reference zener diode 8, i.e. the reference voltage source additionally serves to reduce power

5 рассе ни .5 scatters.

Claims

A DC VOLTAGE STABILIZER containing a control element made on power and matching transistors of one type of conductivity and a control transistor of a different type of conductivity, the collector of the matching transistor and the emitter of the control transistor connected through a resistor to a common bus, and through a semiconductor element to an output terminal , the base of the control transistor is connected through the current-limiting two-terminal to the input-. water and. directly connected to the output of the DC amplifier, the non-inverting input of which is connected to the reference zener diode and to one of the terminals of the limiting resistor, the inverting input is connected to the output voltage divider, characterized in that, in order to reduce the output resistance while reducing the dissipation power, another output the limiting resistor is connected to the connection point of the emitter of the control transistor with a semiconductor element. .

4- o-

SP X