Стабилизатор постоянного напряжения
Авторы патента:
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к стабилизаторам напряжения для питания узлов миниатюрного радиоприемника. Стабилизатор содержит делитель выходного напряжения на резисторах 3,4, опорный элемент, состоящий из полевого транзистора 1 и резистора 2, включенного в цепь истока, регулирующий элемент на базе транзистора 7, усилительный элемент на базе микромощного операционного усилителя 6. 4 з. п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.
Предложен стабилизатор напряжения для питания узлов миниатюрного радиоприемника.
К таким стабилизаторам предъявляются повышенные требования по экономичности. Очень малое потребление тока для собственных нужд имеет стабилизатор [1] в котором опорный элемент состоит из полевого транзистора и резистора, включенного в цепь истока, а в качестве усилительного элемента используется операционный усилитель с малым токопотреблением (микромощный). Однако из-за того, что к выходу стабилизатора подключен эмиттер регулирующего транзистора, этот стабилизатор нормально работает только при разности между входным и выходным напряжением более 1,2 В. Снизить минимально допустимую разность напряжений позволяет подключение к выходу стабилизатора коллектора регулирующего транзистора [2] Все известные схемы стабилизаторов с выходом по коллектору содержат стабилитрон, который потребляет значительный ток 3 мА и более. Цель изобретения повышение экономичности стабилизатора и приемника в целом путем одновременного уменьшения собственного потребления тока и минимально допустимой разности между входным и выходным напряжениями. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе, содержащем делитель выходного напряжения, опорный, усилительный и регулирующий элементы, опорный элемент состоит из полевого транзистора и резистора, включенного в цепь истока, в качестве регулирующего элемента используется транзистор, эмиттер которого подключен к источнику питания, коллектор к выходу стабилизатора, а в качестве усилительного элемента микромощный операционный усилитель, вход которого соединен с опорным элементом и с делителем выходного напряжения, выход этого усилителя подключен к общему проводу источника питания, непосредственно или через дополнительно введенный элемент, например диод, а вывод питания операционного усилителя подключен к базе регулирующего транзистора. Еще один диод включен либо в цепь опорного элемента, либо в плечо делителя выходного напряжения. Сопоставительный анализ с устройствами [1] и [2] показывает, что предлагаемое схемное решение отличается способом подключения усилителя к базе регулирующего транзистора, а именно с базой соединен вывод, служащий для подачи напряжения питания, тогда как сам усилитель включен в режим короткого замыкания. Таким образом, это решение обладает новизной. Указанное отличие существенно, так как упрощает согласование усилителя с регулирующим транзистором и повышает экономичность устройства. На чертеже дан один из вариантов принципиальной схемы стабилизатора напряжения, в таблице перечень элементов. Стабилизатор содержит опорный элемент, состоящий из полевого транзистора 1 и резистора 2 в цепи истока, делитель выходного напряжения 3, 4 с термокомпенсирующим диодом 5, усилительный элемент на микросхеме 6 и регулирующий транзистор 7. Источник питания (батарея) подключается к выводам 8, 9, а выходное напряжение снимается с выводов 9, 10. Выход усилителя подключен к общему проводу через диод 11. Резистор 12 задает режим работы микросхемы 6. Элементы 13 и 14 необходимы для надежной работы устройства. Стабилизатор обеспечивает выходное напряжение 6,0 В при токе 0.30 мА. Минимально допустимая разность между входным и выходным напряжениями 0,3 В. Собственное потребление тока составляет 0,2 мА. Коэффициент стабилизации при изменении входного напряжения от 6,4 до 10 В не менее 900, выходное сопротивление не более 0,15 Ом. Полевой транзистор 1 работает в режиме микротока, поэтому напряжение на резисторе 2 почти равно напряжению отсечки. Оно используется в качестве опорного, и с ним сравнивается часть выходного напряжения, снимаемая с резистора 3. Напряжение ошибки (разность) усиливается микросхемой 6 и преобразуется ею в выходной ток, протекающий по диоду 11. Этот же ток протекает по цепи питания усилителя (вывод 04 микросхемы 6) через цепь базы регулирующего транзистора 7. Температурный коэффициент напряжения отсечки, как отмечено в [1] составляет примерно +2 МВ на градус, в то время как температурный коэффициент напряжения на p-n-переходе, как известно, отрицателен: -2 мВ на градус. Поэтому диод 5 обеспечивает компенсацию влияния температуры на выходное напряжение. При этом (в отличие от схемы [1]) подбор режима транзистора 1 с увеличением потребляемого им тока не требуется. Другой вариант включения термокомпенсирующего диода последовательно с резистором 2, но после точки соединения этого резистора с затвором транзистора 1. Оба варианта примерно равноценны. Включение диода 11 вызвано особенностями операционного усилителя КР140УД1208. Этого диода может не быть. Предлагаемый стабилизатор отличается простотой и экономичностью при высоких электрических параметрах. Он обеспечивает хорошую развязку между усилителем мощности звуковой частоты, с одной стороны, и остальными узлами приемника, подключенными к выходу стабилизатора, с другой стороны, в частности, гетеродином. Приемник работает нормально при глубокой разрядке батареи питания.Формула изобретения
1. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий опорный элемент, состоящий из полевого транзистора и резистора, включенного в цепь истока полевого транзистора, регулирующий элемент, выполненный в виде транзистора, эмиттер которого подключен к источнику питания, коллектор к выходу стабилизатора, усилительный элемент, выполненный в виде операционного усилителя, один вход которого соединен с выходом опорного элемента, другой вход с выходом делителя выходного напряжения, отличающийся тем, что выход операционного усилителя соединен с общим проводом стабилизатора, один вывод питания операционного усилителя подключен к базе регулирующего транзистора, а другой к общему проводу стабилизатора. 2. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что выход операционного усилителя соединен с общим проводом стабилизатора непосредственно. 3. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что выход операционного усилителя соединен с общим проводом через диод. 4. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что последовательно с опорным элементом со стороны резистора включен диод. 5. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что одно из плеч делителя напряжения выполнено в виде резистора и диода.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к области преобразования электрической энергии
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания подогревателей электронных устройств
Изобретение относится к преобразовательной технике
Преобразователь частоты // 2044395
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регуляторах, выпрямителях и инверторах, содержащих несколько групп полупроводниковых ключей, подключенных к различным отпайкам трансформатора
Преобразователь переменного напряжения в переменное (регулятор переменного напряжения (тока)) // 2042999
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного напряжения в переменное (в трехфазной сети переменного тока)
Устройство для питания многофазной нагрузки // 2041555
Изобретение относится к устройству для питания многофазной нагрузки
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для регулирования или стабилизации переменного напряжения
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для установок индукционного нагрева
Индуктивно-емкостный преобразователь // 2038681
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве преобразователя источника напряжения в источник тока, а также для повышения напряжения
Стабилизатор переменного напряжения // 2100837
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, систем связи, автоматики и телемеханики
Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователям переменного напряжения в переменное
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных регуляторах, работающих на активную или реактивную нагрузку
Стабилизатор переменного напряжения // 2109322
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве статического источника электрической энергии
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве статического источника электрической энергии
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения под нагрузкой, а также компенсации реактивной мощности или симметрирования нагрузки в трехфазной сети