Стабилизатор постоянного напряжения

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры. Техническим результатом является обеспечение высокой температурной стабильности выходного напряжения (широкого диапазона рабочих температур) при одновременном расширении диапазона выходных напряжений, а значит и расширение функциональных возможностей устройства как стабилизатора постоянного напряжения. Стабилизатор постоянного напряжения содержит два транзистора, два стабилитрона, два диода, четыре резистора, конденсатор. 1 ил. 1 п. ф-лы.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.

Уровень техники

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий: регулирующий транзистор; транзистор усилителя постоянного тока (УПТ); стабилитрон; два резистора делителя выходного напряжения; первый, второй, третий и четвертый резисторы; конденсатор; диод; пусковой транзистор (авт. свид. SU 1684782, МКИ: G05F 1/569)

Недостатками данного устройства являются невозможность восстанавливать свою работоспособность при кратковременном пропадании входного напряжения, а также ограниченные функциональные возможности обусловленные:

низкой температурной стабильностью выходного напряжения (узким диапазоном рабочих температур) в случае широкого диапазона выходных напряжений;

узким диапазоном выходных напряжений при высокой температурной стабильности (широком диапазоне рабочих температур).

Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является стабилизатор постоянного напряжения (патент RU 2367000, МПК: G05F 1/56).

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу стабилизатора, а коллектором - к выходному выводу стабилизатора, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, коллектор транзистора УПТ соединен с базой регулирующего транзистора, база транзистора УПТ соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер транзистора УПТ, через стабилитрон, подсоединен к выходному выводу и через второй резистор - к общему выводу стабилизатора. Кроме того, цепь, состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами, а так же, пусковую последовательную КС-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности обусловленные:

низкой температурной стабильностью выходного напряжения (узким диапазоном рабочих температур) в случае широкого диапазона выходных напряжений;

узким диапазоном выходных напряжений при высокой температурной стабильности (широком диапазоне рабочих температур).

Раскрытие полезной модели

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели сводится к расширению функциональных возможностей обусловленных обеспечением высокой температурной стабильности выходного напряжения (широкого диапазона рабочих температур) при одновременном расширении диапазона выходных напряжений.

Технический результат достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, стабилитрон, первый и второй резисторы, резисторы делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор, первый и второй диоды формирующие цепь состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами стабилизатора, пусковую последовательную RC-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона, через второй резистор подключен к общему выводу, введен второй стабилитрон однотипный первому, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, катодом к катоду первого стабилитрона, а анодом к коллектору регулирующего транзистора

Краткое описание чертежа

На фиг. представлена функциональная схема стабилизатора постоянного напряжения.

Осуществление полезной модели

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий транзистор 1, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе 2 противоположного типа проводимости, первый и второй однотипные стабилитроны 3 и 11, первый и второй резисторы 6 и 9, резисторы 4 и 5 делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор 7, первый и второй диоды 8 и 10.

Последовательно соединенные первый и второй диоды 8 и 10 формируют цепь включенную между выходными выводами стабилизатора, конденсатор 7 и первый резистор 6 формируют пусковую последовательную RC-цепь, одним выводом подключенную к точке соединения первого 8 и второго 10 диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора 1, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора 2 УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем 4 и четвертом 5 резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона 3, через второй резистор 9, подключен к общему выводу, катод стабилитрона 3 соединен с катодом второго стабилитрона 11, анод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора 1.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При подаче на вход стабилизатора входного напряжения происходит заряд конденсатора 7 через первый резистор 6 и первый диод 8, и на выходе стабилизатора появляется напряжение, после чего регулирующий транзистор 1 и транзистор 2 УПТ открываются. С этого момента вступает в действие цепь обратной связи стабилизатора, поддерживая на выходе номинальное напряжение. Первый диод 8 ослабляет переменную составляющую входного напряжения, а второй диод 10 ускоряет процесс разряда конденсатора 7.

При кратковременных интервалах пропадания входного напряжения конденсатор 7 через второй диод 10 оказывается подключенным к входным выводам и поддерживает входное напряжение, а при более длительных провалах напряжения разряжается за счет работы самого стабилизатора. Это обеспечивает быстрый разряд конденсатора 7.

Таким образом, запуск стабилизатора происходит независимо от длительности интервала времени, в течение которого отсутствует входное напряжение, т.е. обеспечивается его автоматический запуск при внезапном пропадании входного напряжения и повторном его возникновении, что позволяет использовать предлагаемый стабилизатор для электропитания устройств, которые эксплуатируются на периферийных объектах без обслуживающего персонала.

В случае прототипа, приемлемая температурная стабильность выходного напряжения обеспечивается при использовании в качестве стабилитрона 3, стабилитрона с напряжением стабилизации близким к 6 В. Так как лишь в этом случае стабилитроны имеют температурный коэффициент напряжения стабилизации стремящийся к нулю (см. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники», М.: Мир, 1998 г., с. 350). Соответственно, в силу критичности выбора величины сопротивления резистора 9, выходное напряжение стабилизатора может принимать значение незначительно превышающее 6 В. При других напряжениях стабилизации, значительный температурный коэффициент напряжения стабилизации приводит к ограничению диапазона рабочих температур устройства.

Использование в качестве стабилитрона 3 лавинного стабилитрона, то есть стабилитрона с напряжением стабилизации более 6 В, характеризуемого положительным коэффициентом напряжения стабилизации (см. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники», М.: Мир, 1998 г., с. 351), и стабилитрона 11, однотипного стабилитрону 3, но включенного ему встречно (в прямом направлении), а значит характеризуемого отрицательным коэффициентом напряжения стабилизации (см. Китаев В.Е., Бокуняев А.А., Колканов М.Ф. «Электропитание устройств связи», М.: Связь, 1975 г., с. 184), обеспечивает взаимную компенсацию коэффициентов напряжения стабилизации стабилитронов 3, 11, а значит и расширение диапазона рабочих температур устройства, что существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, стабилитрон, первый и второй резисторы, резисторы делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор, первый и второй диоды, формирующие цепь, состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами стабилизатора, пусковую последовательную RC-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения, выполненным на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона, через второй резистор, подключен к общему выводу, отличающийся тем, что в устройство введен второй стабилитрон, причем второй стабилитрон однотипный первому стабилитрону и включен встречно первому стабилитрону, катодом - к катоду первого стабилитрона, а анодом - к коллектору регулирующего транзистора.



 

Похожие патенты:
Наверх