ДВУХПОЛЮСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, а именно - к двухполюсным стабилизаторам постоянного тока, содержащим полупроводниковые приборы, и может быть использовано в источниках электропитания электронных устройств различного назначения.
Известен двухполюсный стабилизатор тока, содержащий биполярный транзистор и стабилитрон (Шустов М.А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Книга 2. - М.: «Альтекс-А», 2002, с.306-307). Недостатком известного устройства является невысокая точность стабилизации.
Наиболее близким к предложенному стабилизатору тока является известный двухполюсник, содержащий два биполярных транзистора разного типа проводимости, коллектор каждого из которых соединен с базой другого транзистора, два стабилитрона, каждый из которых одним электродом соединен с соответствующим полюсом двухполюсника, и два резистора, каждый из которых одним выводом соединен с соответствующим полюсом двухполюсника, причем транзисторы выполняют функцию источников стабилизированного тока для стабилитронов [Джонс М.Х. Электроника - практический курс. - М.: Техносфера, 2006, с.228-229], выбранный в качестве прототипа полезной модели.
В этом известном двухполюснике функция транзисторов как источников стабилизированного тока для стабилитронов реализована следующими соединениями элементов: второй вывод каждого резистора соединен с эмиттером соответствующего транзистора, а второй электрод каждого стабилитрона подключен к соответствующей точке соединения базы одного и коллектора другого транзисторов.
Известны также модификации этого двухполюсника, в которых функция транзисторов как источников стабилизированного тока для стабилитронов реализована с использованием дополнительных биполярных транзисторов и стабилитронов [Авт. св. СССР №1062669, МПК G05F 1/56,1982] или дополнительных полевых транзисторов.
Известны также другие модификации этого двухполюсника, различающиеся дополнительными элементами схемы, введенными в устройство с целью повышения качества стабилизации [см., например: Авт. св. СССР №351203, МПК G05F 1/56, 1970; Авт. св. СССР №473168, МПК G05F 1/56, 1972].
Известный двухполюсник и его модификации, при включении двухполюсника последовательно с нагрузкой, не обеспечивают стабилизацию тока большей величины, чем ток питания стабилитронов, что ограничивает его применение областью малых значений стабилизируемого тока.
Предлагаемая полезная модель направлена на расширение области применения двухполюсного стабилизатора постоянного тока.
Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в увеличении стабилизируемого тока.
Указанный результат достигается тем, что в известный двухполюсный стабилизатор постоянного тока, содержащий два основных биполярных транзистора разного типа проводимости, коллектор каждого из которых соединен с базой другого транзистора, два стабилитрона, каждый из которых одним электродом соединен с соответствующим полюсом двухполюсника, и два основных резистора, каждый из которых одним выводом соединен с соответствующим полюсом двухполюсника, причем транзисторы выполняют функцию источников стабилизированного тока для стабилитронов, дополнительно введен по меньшей мере один дополнительный транзистор, коллектор которого непосредственно, а эмиттер через дополнительный резистор соединены с соответствующими полюсами стабилизатора, и база дополнительного транзистора соединена с электродом стабилитрона в коллекторной цепи основного транзистора другого типа проводимости.
Новые признаки, в совокупности с известными признаками, обеспечивают увеличение стабилизируемого тока, тем самым - расширение области применения двухполюсного стабилизатора постоянного тока. В частности, предложенный стабилизатор тока может быть использован непосредственно в выходных цепях источников электропитания электронных устройств различного назначения
Функцию источника опорного напряжения, которое подается на базу дополнительных транзисторов, выполняют один или оба стабилитрона. Сумма тока стабилитрона и токов базы подключенных к нему дополнительных транзисторов стабилизирована, что обеспечивает высокое качество стабилизации.
Форма конкретной реализации функции источников стабилизированного тока для стабилитронов в известных двухполюсниках, содержащих два основных биполярных транзистора разного типа проводимости, коллектор каждого из которых соединен с базой другого транзистора, несущественна для достижения заявленного технического результата при осуществлении полезной модели, что позволяет представить часть известных признаков, относящихся к соединениям элементов устройства, на уровне функционального обобщения.
В частном случае реализации полезной модели второй вывод каждого основного резистора соединен с эмиттером соответствующего основного транзистора, а второй электрод каждого стабилитрона подключен к соответствующей точке соединения базы одного и коллектора другого основных транзисторов.
В этом частном случае новые признаки позволяют уменьшить количество элементов схемы и, тем самым, упростить устройство. При этом качество стабилизации сохраняется, если доля тока коллекторной цепи основных транзисторов в суммарном токе стабилизатора, т.е. в токе нагрузки, незначительна.
В другом частном случае реализации полезной модели дополнительные транзисторы имеют разный тип проводимости.
В этом частном случае обеспечивается возможность дополнительного увеличения стабилизируемого тока. Кроме того, при одинаковом суммарном токе базы транзисторов каждого типа проводимости ток в обоих стабилитронах одинаков по величине, что повышает качество стабилизации.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, на котором показана принципиальная электрическая схема двухполюсного стабилизатора постоянного тока.
Стабилизатор постоянного тока содержит стабилитроны 1 и 2 и основные биполярные транзисторы 3 и 4 разного типа проводимости, эмиттеры которых через резисторы 5 и 6 соединены соответственно с выводами 7 и 8 стабилизатора, а коллектор каждого из транзисторов 3 и 4 соединен с базой другого транзистора. Каждый стабилитрон 1 (2) одним электродом соединен с выводом 8 (7) стабилизатора, а другим подключен к соответствующей точке соединения базы одного и коллектора другого транзисторов. Стабилизатор содержит также дополнительные транзисторы 9 и 10 разного типа проводимости и резисторы 11 и 12. Коллектор каждого из транзисторов 9 (10) непосредственно, а эмиттер - через резистор 11 (12) соединены с соответствующими выводами 7 и 8 стабилизатора. База каждого дополнительного транзистора 9 (10) соединена с электродом стабилитрона 2 (1), включенным в коллекторную цепь основного транзистора 4 (3) другого типа проводимости.
Выводы 7 и 8 стабилизатора подключают в цепь постоянного тока последовательно с нагрузкой. При колебаниях питающего напряжения или изменении сопротивления нагрузки, включенной последовательно со стабилизатором тока, стабилитроны 1 и 2 поддерживают неизменным напряжение на базах соответствующих транзисторов 4, 10 и 3, 9, в результате ток коллектора каждого транзистора и стабилизируемый ток нагрузки так же остаются неизменными. При этом сумма токов дополнительных транзисторов 9 и 10 составляет основную часть тока нагрузки.
В зависимости от конкретных параметров устройства, стабилизатор может содержать только один дополнительный транзистор 9 или 10, или несколько дополнительных транзисторов только одного типа проводимости, соединенных по схеме суммирования токов.
В зависимости от конкретных параметров устройства, стабилизатор может также содержать более двух дополнительных транзисторов разного типа проводимости, соединенных в каждой группе транзисторов одного типа проводимости по схеме суммирования токов (на чертеже показано пунктиром), при этом предусматривают предпочтительно одинаковую величину суммарного тока базы транзисторов каждого типа проводимости.
Примеры выполнения подтверждают возможность достижения заявленного технического результата.
Указанные примеры не исчерпывают возможные варианты реализации полезной модели. Например, функция источников стабилизированного тока для стабилитронов может быть выполнена с применением полевых транзисторов и других дополнительных элементов, в устройстве могут быть применены составные транзисторы и т.п.