Высоковольтный стабилизатор постоянного тока

1ц 600543

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресотблик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.09.74 (21) 2060260/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Оп1 бликовано 30.03,78. Ь|оллстснь ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 06.04.78 (51) И, «л.- 0 05F 1!56

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретении и открытий (53) УД«621.316.722.1 (0Е.6) (72) Автор изобретения

M. Я. Шор (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроте«пике и может использоваться для питания радиоаппаратуры.

Известен стабилизатор тока на транзисторе, стабилитроне и резисторах. Наиболее близким к изобретению техническим решением явл яется высоковольтный стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, включенный по схеме с общей базой, с выводами для подключения нагрузки в цепи коллектора и источник питания.

Недостатком известных стабилизаторов тока является малый динамический диапазон напряжения на нагрузке, не превышающий пробивного напряжения на переходе коллектор— база регулирующего транзистора.

Целью изобретения является повышение динамического диапазона на нагрузке. Эта цель достигается тем, что в высоковольтный стабилизатор постоянного тока введены две группы дополнительных транзисторов, дополнительные транзисторы первой группы включены последовательно в цепь нагрузки и снабжены индивидуальными источниками базовых токов, а дополнительные транзисторы второй группы своими выходными цепями подключены параллельно индивидуальным источникам базовых токов транзисторов первой группы, при этом источник питания выполнен с отводами, к которым через диоды подключены входы дополнительны«транзисторов второй группы, причем при использовании во второй группе дополнительных транзисторов того же типа проводимости, что и регулирующий rpa»5 зистор, п«выходными цепями являются цепи коллектор — база, а входами — эмиттеры, а при использовании во второй группе донолнигельны«транзисторов обратного регулирующему транзистору типа проводимости и«вы10 «одными цепями явля|отея цепи коллектор— эмиттер, а в«одами — базы.

На фиг. 1 дана принципиальная электрическая с«ема высоковольтного стабилизатора постоянного тока с использованием во второй

15 группе дополнительных транзисторов того же типа проводимости, что и регулирующий транзистор; на фиг. 2 — то же с использованием дополнительных транзисторов обратного регулирующему транзистору типа проводимости.

20 В цепь "-миттера регулирующего транзистора 1 включен источник тока эмиттера 2, а в цепи коллектора последовательно включена первая группа дополнительны«транзисторов

3, 4 с индивидуальными источниками базовых

25 токов 5, 6. Параллельно последним включены переходы коллектор †ба второй группы дополнительных транзисторов 7, b, снабженных защитными диодами 9, 10 в цепи эмиттер — база. Эмиттеры транзисторов 7, Ь через диоды 11, 12 подключены к отводам источни800543

20 ка питания 13. В цепи коллектора транзистора 4 включена нагрузка 14.

Напряжение U,между соседними отводами источника питания 13 выбрано меньшим предельно допустимого напряжения коллектор— база для транзисторов 1, 3, 4.

Высоковольтный стабилизатор постоянного тока работает следующим образом.

При максимальном сопротивлении нагрузки напряжение Ь на ней близко к полному напряжению источника питания 13, при этом транзисторы 1, 3, 4 находятся на границе режима насыщения. При снижении сопротивления нагрузки напряжение на ней падает, а па цепочке транзисторов 1, 3, 4 растет. Токи»сточпиков 5, 6 выбраны несколько выше тока базы на границе насыщения, поэтому сначала транзисторы 3, 4 насыщены, а падение напряжения на транзисторе 1 растет. Когда напряжение на транзистре 1 приближается к величине U, напряжение на диоде 11 меняет знак, и транзистор 7 начинает шунтировать источник тока 5, ток базы транзистора 3 начинает уменьшаться до перехода транзистора 3 в активный режим. После этого напряжение на транзисторе 1 перестает изменяться, а напряжение на транзисторе 3 начинает расти до тех пор, пока оно не приблизится к U и т. д. Это приводит к тому, что сопротивление нагрузки уменьшается до нуля, а напряжение источника питания разделяется между транзисторами 1, 3, 4. Во всем диапазоне сопротивления нагрузки на транзисторах 1, 3, 4 не превышает величины U, т. е. меньше предельно допустимого. Транзисторы 7, 8 могут быть низковольтными, так как напряжения на них равны напряжениям на переходах эмиттер — база транзисторов. Диоды 9, 10 служат для защиты переходов эмиттер — база транзисторов 7, 8 от пробоя.

В схеме стабилизатора, показанной на фиг. 1, выходное сопротивление на участке изменения напряжения на одном из транзисторов 1, 3, 4 не отличается от выходного сопротивления транзистора, и полый диапазон изменения тока нагрузки при изменении ее сопротивления от нуля до максимума уменьшается в и раз по сравнению с однокаскадным стабилизатором на высоковольтном транзисторе с тем же динамическим диапазоном напряжения на нагрузке (и — число каскадов, т. е. транзисторов 1, 3, 4). Это обусловлено тем, что при соответствующем выборе токов источников 5, 6 включение в работу очередного каскада приводит к уменьшению тока нагрузки

50 г на вели пшу, равную изменению тока нагрузки при увеличении напряжения на транзисторе предыдущего каскада до величины напряжения насыщения за счет тока соответствующего диода 11, 12, равного избытку тока источника 5 или 6.

На фиг. 2 дополнительные транзисторы 7, 8 второй группы подключены к источникам тока 5, 6 переходами коллектор — эмиттер, а к диодам 11, 12 присоединены их базы. Принцип действия этого варианта стабилизатора аналогичен предыдущему.

Из изложенного следует, что стабилизато1: позволяет повысить диапазон напряжения на нагрузке в и раз, что дает возможность стабилизировать ток в высоковольтных цепях с помощью относительно низковольтных транзисторов. Это особенно важно в случае малых токов нагрузки, когда КПД становится второстепенным параметром, а большее значение имеют быстродействие, стабильность и коэффициент пульсаций.

Формула изобретения

1. Высоковольтный стабилизатор постоянного тока, содерькащий включенный по схеме с общей базой регулирующий транзистор, с выводами для подключения нагрузки в цепи коллектора и источник питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения динамического диапазона напряжения на нагрузке, в него введены две группы дополнительных транзисторов, дополнительные транзисторы первой группы включены последовательно в цепь нагрузки и снабжены индивидуальными источниками базовых токов, а дополнительные транзисторы второй группы своими выходными цепями подключены параллельно индивидуальным источникам базовых токов транзисторов первой группы, при этом источник питания выполнен с отводами, к которым через диоды подключены входы дополнитсльныx Tðàíçècòîров второй группы.

2. Стабилизатор по п. 1, отл и ч а ю щ и и ся тем, что при использовании во второй группе дополнительных транзисторов того же тина проводимости, что и регулирующий транзистор, их выходными цепями являются цепи коллектор — база, а входами — эмиттеры.

3. Стабилизатор по п. 1, отл и ч а ю щ ий с я тем, что при использовании во второй группе дополнительных транзисторов обратного регулирующему тр апзистору типа проводимости их выходными цепями являются цепи коллектор — эмиттер, а входами — базы.

600543

Составитель С. Ситко

Редактор 3. Старикова Техрсд А. Камышникова Корректоры: Е. Хмелева и E. Мохова

Заказ 369/10 Изд. М 339 Тираж 1047 Подписное

НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2