КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2314558 (13) C1

(51) МПК
G05F 1/56 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006124286/09 
(22) Дата подачи заявки: 2006.07.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.07.06 
(45) Опубликовано: 2008.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1665354 A1, 23.07.1991. SU 448450 A, 15.12.1974. АТ 302487 А, 10.10.1972. 
(72) Автор(ы): Буковшин Николай Григорьевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU) 
Адрес для переписки: 394018, г.Воронеж, ул. Плехановская, 14, ОАО "Концерн "Созвездие" 

(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат - повышение стабильности выходного напряжения и к.п.д. Для этого в стабилизатор введена пусковая цепь, включенная параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора и состоящая из последовательно соединенных конденсатора и диода, точка соединения которых подключена к другому выводу ограничительного резистора. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, например по а.с. 828181, G 05 F 1/56, опубл. 7.05.1981 г, БИ № 17, а.с. 1684782 G 05 F 1/56, опубл. 15.10. 1991 г., БИ №38, позволяющие надежно запускать схему стабилизатора при подаче входного напряжения.

Общим недостатком известных стабилизаторов является большое число элементов, выполняющих только функцию запуска, что приводит к усложнению устройства и, следовательно, к ухудшению массогабаритных показателей.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока по а.с. 1617419, G 05 F 1/56, опубл. 30.12.1990 г., БИ № 48, в котором схема пусковой цепи упрощена, однако он имеет сравнительно низкое значение коэффициента стабилизации и не позволяет регулировать или устанавливать с достаточной точностью выходное напряжение, которое практически равно напряжению стабилизации стабилитрона и вследствие разброса его значений может изменяться на ±(5-15)% от своего номинального значения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является компенсационный стабилизатор постоянного напряжения по а.с. 1665354, G 05 F 1/56, опубл. 23.07.1991 г., БИ № 27, принятый за прототип.

Схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где обозначено:

1 - регулирующий транзистор;

2, 3 - первый и второй резисторы делителя выходного напряжения;

4, 5 - первый и второй транзисторы дифференциального усилителя;

6 - резистор дифференциального усилителя;

7 - опорный элемент;

8 - ограничительный резистор опорного элемента;

11 - пусковой резистор;

12 - вспомогательный транзистор;

13 - токозадающий резистор.

Стабилизатор-прототип содержит регулирующий транзистор 1 р-n-р типа, делитель выходного напряжения на первом 2 и втором 3 резисторах, дифференциальный усилитель сигнала рассогласования на транзисторах 4 и 5 и резисторе 6, источник опорного напряжения на опорном элементе 7 и ограничительном резисторе 8, узел запуска на вспомогательном транзисторе 12 р-n-р типа, токозадающем резисторе 13 и пусковом резисторе 11. При этом регулирующий транзистор подключен эмиттером к входной шине, а через резистор 10 - к коллектору вспомогательного транзистора 12, база которого соединена с выходом усилителя (коллектором транзистора 5) и базой транзистора 1, коллектор которого соединен с выходной шиной. Эмиттер транзистора 12 через резистор 11 соединен с опорным входом усилителя (базой транзистора 5) и первыми выводами опорного элемента 7 и резистора 8, вторые выводы которых соединены с общей и выходной шинами соответственно. Средний вывод делителя выходного напряжения соединен с сигнальным входом усилителя (базой транзистора 4), общий вывод которого соединен с общей шиной.

Работает стабилизатор-прототип следующим образом.

При подаче на вход стабилизатора питающего напряжения, значение которого превышает обратное напряжение пробоя базоэмиттерного перехода транзистора 12, по цепи эмиттер-база транзистора 1, база-эмиттер транзистора 5, резистор 6 начинает протекать ток, который открывает транзисторы 5 и 1. В результате на выходе стабилизатора появляется напряжение, которое через резистор 8 подается на опорный элемент 7 и опорный вход усилителя. В стабилизаторе создается положительная обратная связь, способствующая запуску стабилизатора. Как только разность между входным и опорным напряжением становится меньше порогового значения напряжения база-эмиттер транзистора 12, последний переходит в активный режим. При достижении выходным напряжением номинального значения в активный режим переходит транзистор 4 усилителя, а контуре стабилизатора устанавливается отрицательная обратная связь. При изменении выходного напряжения, вызываемого изменениями напряжения питания и тока нагрузки, изменяется сигнал на выходе усилителя и напряжение на параллельно включенных управляющих цепях транзисторов 1 и 12. Это приводит к изменению токов транзисторов 1 и 12. Изменение тока транзистора 12 приводит к изменению падения напряжения на опорном элементе 7 и дополнительному изменению токов транзистора 5 усилителя и транзистора 1. В конечном итоге выходное напряжение возвращается на ранее установленный уровень с заданной точностью.

Однако стабилизатор-прототип имеет недостаточно высокую стабильность выходного напряжения при изменении в широком диапазоне входного напряжения. Это обусловлено протеканием дополнительного тока запуска в режиме стабилизации через опорный элемент 7. Изменение входного напряжения приводит к изменению нерегулируемой составляющей тока, протекающего через опорный элемент 7, что приводит к изменению опорного напряжения и, следовательно, к увеличению нестабильности выходного напряжения. Кроме того, транзистор запуска работает в инверсном режиме, что лишает стабилизатор технической надежности работы.

Недостатками устройства-прототипа являются низкая стабильность выходного напряжения и к.п.д., а также необходимость соблюдать определенное соотношение между токами регулирующего и запускающего транзисторов.

Для устранения указанных недостатков в компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттером и коллектором соединенный соответственно с входным и выходным выводами, дифференциальный усилитель на первом и втором транзисторах, соединенные эмиттеры которых через резистор подключены к общей шине, коллектор первого транзистора соединен с базой регулирующего транзистора, коллектор второго транзистора соединен с выходным выводом, делитель выходного напряжения, выход которого соединен с базой второго транзистора, опорный элемент, включенный между точкой соединения ограничительного резистора и базы первого транзистора и общей шиной, согласно изобретению введена пусковая цепь, включенная параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора и состоящая из последовательно соединенных конденсатора и диода, точка соединения которых подключена к другому выводу ограничительного резистора.

Схема предлагаемого компенсационного стабилизатора постоянного напряжения представлена на фиг.2, где обозначено:

1 - регулирующий транзистор;

2, 3 - первый и второй резисторы делителя выходного напряжения;

4, 5 - первый и второй транзисторы дифференциального усилителя;

6 - резистор дифференциального усилителя;

7 - опорный элемент;

8 - ограничительный резистор опорного стабилитрона;

9 - конденсатор;

10 - диод.

Предлагаемый стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, эмиттером и коллектором соединенный с соответственно входным и выходным выводами, дифференциальный усилитель на транзисторах 4 и 5, соединенные эмиттеры которых подсоединены к общей шине через резистор 6. При этом коллектор первого транзистора 5 подключен к базе регулирующего транзистора 1, а коллектор второго транзистора 4 соединен с выходным силовым выводом. Выход делителя выходного напряжения на резисторах 2 и 3 соединен с базой второго транзистора 4. Опорный элемент (в качестве опорного элемента может быть использован стабилитрон) 7 включен между точкой соединения ограничительного резистора 8 и базы первого транзистора 5 и общей шиной. Пусковая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора 9 и диода 10, включена параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора 1. Другой вывод ограничительного резистора 8 подсоединен к точке соединения конденсатора 9 и диода 10.

Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.

При подаче на вход стабилизатора входного напряжения происходит заряд конденсатора 9 через ограничительный резистор 8, это создает условие для открывания первого транзистора 5 дифференциального усилителя, а затем и регулирующего транзистора 1, в результате на выходе стабилизатора появляется напряжение. Диод 10 исключает протекание тока заряда конденсатора 9 через делитель выходного напряжения и нагрузку, что повышает надежность запуска. При достижении выходным напряжением номинального значения стабилизатор переходит в режим с отрицательной обратной связью. После выхода на рабочий режим прохождение тока через конденсатор 9 прекращается и соответственно полностью исключается потребление мощности пусковой цепью.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется при помощи дифференциального усилителя на транзисторах 4 и 5, воздействующего на регулирующий транзистор 1 таким образом, что выходное напряжение возвращается на установленный уровень с заданной точностью.

С момента достижения выходным напряжением номинального значения питание опорного стабилитрона 7 осуществляется через диод 10 стабильным выходным напряжением, что позволяет стабилизировать ток, протекающий через опорный стабилитрон 7. Это обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения и тока нагрузки.

После снятия входного напряжения конденсатор 9 через резистор 8 и стабилитрон 7, который в данный момент оказывается включенным в прямом направлении, подсоединяется к входным выводам и разряжается за счет работы самого стабилизатора. Это обеспечивает быстрый разряд конденсатора и значительно уменьшает время подготовки стабилизатора для последующего включения.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор в отличие от прототипа

- во-первых, обеспечивает развязку входной цепи стабилизатора от неуправляемого тока запуска, протекающего через опорный стабилитрон, и тем самым исключает воздействие пусковой цепи на процесс стабилизации выходного напряжения, это приводит к повышению стабильности выходного напряжения и полностью исключает потребление мощности пусковой цепью в рабочем режиме, что повышает к.п.д.;

- во-вторых, при сохранении высокой надежности запуска снимаются ограничения по выбору параметров элементов запуска, тогда как в прототипе задается определенное соотношение между токами регулирующего и запускающего транзисторов.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттером и коллектором соединенный соответственно с входным и выходным выводами, дифференциальный усилитель на первом и втором транзисторах, соединенные эмиттеры которых через резистор подключены к общей шине, коллектор первого транзистора соединен с базой регулирующего транзистора, коллектор второго транзистора соединен с выходным выводом, делитель выходного напряжения, выход которого соединен с базой второго транзистора, опорный элемент, включенный между точкой соединения ограничительного резистора и базы первого транзистора и общей шиной, отличающийся тем, что введена пусковая цепь, включенная параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора и состоящая из последовательно соединенных конденсатора и диода, точка соединения которых подключена к другому выводу ограничительного резистора.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru