СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ


RU (11) 2025766 (13) C1

(51) 5 G05F1/56 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 4903364/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.01.18 
(45) Опубликовано: 1994.12.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. М.: Сов.радио, 1980, с.233, рис.92. 2. Авторское свидетельство СССР N 1597869, кл. G 05F 1/56, 1990. 
(71) Заявитель(и): Московский машиностроительный завод "Скорость" 
(72) Автор(ы): Титов Б.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Титов Борис Григорьевич 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ 

Использование: для стабилизации тока транзисторов при использовании их в качестве нагревателей, для питания ламп накаливания и для ограничения бросков тока в цепях постоянного тока. Сущность изобретения: устройство содержит транзистор 1, операционный усилитель 2, датчик 3 тока, шесть резисторов 4 - 8, 11 и два стабилитрона 9 и 10. Устройство может содержать нагрузочный элемент 12, включаемый в коллекторную цепь транзистора 1. Устройство обладает высокой надежностью и устойчивостью работы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к автоматическим системам регулирования и может быть использовано для стабилизации тока транзисторов при использовании их в качестве нагревателей, а также для питания ламп накаливания в светоизмерительных установках и ограничения бросков тока в электрических цепях постоянного тока.

Известен стабилизатор постоянного тока с непрерывным регулированием, содержащий транзистор, операционный усилитель, датчик тока, пять резисторов и два стабилизатора, причем первый вывод датчика тока, первый вывод операционного усилителя и первый вывод первого стабилитрона подключены к первому выводу для подключения источника питания постоянного тока, с вторым выводом для подключения которого соединена цепь первого силового вывода транзистора [1].

Недостатком этого стабилизатора является большая величина синфазного сигнала на входе операционного усилителя при работе в режиме стабилизации тока, что снижает устойчивость работы схемы.

Наиболее близким к предложенному техническим решением является стабилизатор постоянного тока с непрерывным регулированием, содержащий транзистор, операционный усилитель, датчик тока, пять резисторов и два стабилитрона, причем первый вывод датчика тока, первый вывод питания операционного усилителя и первый вывод первого стабилитрона подключены к первому выводу для подключения источника питания постоянного тока, с вторым выводом для подключения которого соединены цепь первого силового вывода транзистора и первый вывод первого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого стабилитрона, второй вывод датчика тока соединен с первым выводом второго стабилитрона, второй вывод которого подключен к первому выводу второго резистора и первому входу операционного усилителя, первые выводы третьего и четвертого резисторов соединены между собой и подключены к второму входу операционного усилителя, пятый резистор включен в цепь между выходом операционного усилителя и управляющим входом транзистора [2].

Этот стабилизатор имеет недостаточно высокую надежность работы, так как для его функционирования необходимо последовательное включение усилительных каскадов с большим коэффициентом усиления, что снижает устойчивость работы схемы и может привести к возникновению автоколебаний на выходе стабилизатора.

Для повышения надежности работы стабилизатор постоянного тока с непрерывным регулированием, содержащий транзистор, операционный усилитель, датчик тока, пять резисторов и два стабилитрона, причем первый вывод датчика тока, первый вывод питания операционного усилителя и первый вывод первого стабилитрона подключены к первому выводу для подключения источника питания постоянного тока, с вторым выводом для подключения которого соединены цепь первого силового вывода транзистора и первый вывод первого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого стабилитрона, второй вывод датчика тока соединен с первым выводом второго стабилитрона, второй вывод которого подключен к первому выводу второго резистора и первому входу операционного усилителя, первые выводы третьего и четвертого резисторов соединены между собой и подключены к второму входу операционного усилителя, пятый резистор включен в цепь между выходом операционного усилителя и управляющим входом транзистора, согласно изобретению снабжен шестым резистором, включенным между выводом пятого резистора, связанного с выходом операционного усилителя, и вторым выводом для подключения источника питания, при этом вторые выводы второго и третьего резисторов и второй вывод питания операционного усилителя соединены между собой и подключены к второму выводу первого стабилитрона и второму выводу первого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с первым выводом для подключения источника питания, а второй силовой вывод транзистора подключен к второму выводу датчика тока и первому выводу второго стабилитрона.

В схему стабилизатора может быть введен нагрузочный элемент, включенный в цепь первого силового вывода транзистора.

На чертеже приведена электрическая схема стабилизатора.

Стабилизатор постоянного тока с непрерывным регулированием содержит транзистор 1, операционный усилитель 2, датчик 3 тока, первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 резисторы, а также первый 9 и второй 10 стабилитроны. Первый вывод датчика 3 тока, первый вывод питания операционного усилителя 2 и первый вывод первого стабилитрона 9 подключены к первому выводу для подключения источника питания, с вторым выводом для подключения которого соединены цепь первого силового вывода транзистора 1 и первый вывод первого резистора 4.

В варианте выполнения стабилизатора, представленном на чертеже, в качестве транзистора 1 используется биполярный транзистор типа p-n-p, первый и второй выводы стабилизатора для подключения к источнику питания соединены соответственно с положительным и отрицательным выводами источника питания, первый вывод первого стабилитрона 9 соединен с анодом этого стабилитрона, а первый силовой вывод транзистора 1 - с коллектором этого транзистора.

Второй вывод первого резистора 4 соединен с вторым выводом первого стабилитрона 9, т.е. с его анодом. Второй вывод датчика 3 тока соединен с первым выводом второго стабилитрона 10, к которому подключен катод этого стабилитрона. Второй вывод второго стабилитрона 10, соединенный с анодом этого стабилитрона, подключен к первому выводу второго резистора 5 и первому (неинвертирующему) входу операционного усилителя 2. Первые выводы третьего 6 и четвертого 7 резисторов соединены между собой и подключены к второму (инвертирующему) входу операционного усилителя 2. Пятый резистор 8 включен в цепь между выходом операционного усилителя 2 и управляющим входом, т.е. базой, транзистора 1. Стабилизатор снабжен шестым резистором 11, включенным между выводом пятого резистора 8, связанным с выходом операционного усилителя 2, и вторым выводом стабилизатора для подключения источника питания. Вторые выводы второго 5 и третьего 6 резистора и второй вывод питания операционного усилителя 2 соединены между собой и подключены к второму выводу первого стабилитрона 9, соединенному с его анодом, и второму выводу первого резистора 4. Второй вывод четвертого резистора 7 соединен с первым выводом для подключения источника питания. Второй силовой вывод транзистора 1, соединенный с его эмиттером, подключен к второму выводу датчика 3 тока и первому выводу второго стабилитрона 10, соединенному с катодом этого стабилитрона.

Схема стабилизатора может содержать нагрузочный элемент 12, включенный в цепь первого силового вывода транзистора 1, т.е. в цепь коллектора транзистора.

При помощи шестого резистора 11 задается суммарный ток в цепи коллектора транзистора 1 и выходной цепи операционного усилителя 2, обеспечивающий линейность регулирования в заданном диапазоне изменения нагрузки стабилизатора и напряжения источника питания. При помощи пятого резистора 8 снижается влияние нелинейности сопротивления перехода эмиттер - база транзистора 1 на выходные характеристики стабилизатора.

Стабилизатор может использоваться для стабилизации тока транзисторов, используемых в качестве нагревателей. В этом случае транзистор 1 является одновременно нагревателем, а его коллектор соединяется с выводом стабилизатора, подключенным к выводу отрицательной полярности источника питания постоянного тока. При использовании стабилизатора для стабилизации тока различных потребителей электроэнергии, например ламп накаливания в светоизмерительных приборах, нагрузка 12 включается между выводом стабилизатора, подключенным к выводу отрицательной полярности источника питания, и коллектором транзистора 1.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подключении стабилизатора к источнику питания постоянного тока в цепи коллектор - эмиттер транзистора 1 устанавливается ток, заданный при выборе параметров и настройке схемы. Напряжение между входами операционного усилителя 2, т.е. дифференциальное напряжение, близко к нулю. Часть тока, протекающего по шестому резистору 11, ответвляется в выходную цепь операционного усилителя 2, а другая - в цепь базы транзистора 1, чем обеспечивается протекание в цепи коллектор - эмиттер этого транзистора заданного тока.

При уменьшении напряжения источника питания или увеличении сопротивления нагрузки 12 уменьшается ток в цепи коллектора транзистора 1 и падение напряжения на датчике 3 тока. При этом увеличивается напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 2 (относительно отрицательного вывода питания этого усилителя), напряжение на выходе усилителя 2 возрастает также относительно отрицательного вывода питания этого усилителя. Уменьшается ток в выходной цепи операционного усилителя 2, что приводит к увеличению тока базы транзистора 1. В результате этого процесса восстанавливается заданное значение тока в цепи коллектора транзистора 1, а дифференциальное напряжение на входе операционного усилителя вновь становится близким к нулю. Таким образом, по принципу работы стабилизатор относится к регуляторам компенсационного действия.

При увеличении напряжения источника питания или уменьшении сопротивления нагрузки 12 увеличиваются ток в цепи коллектора транзистора 1 и падение напряжения на датчике 3 тока. При этом уменьшается напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 2 (относительно отрицательного вывода питания этого усилителя), напряжение на выходе усилителя 2 уменьшается также относительно отрицательного вывода питания этого усилителя. Увеличивается ток в выходной цепи операционного усилителя 2, что ведет к уменьшению тока базы транзистора 1. В результате этого процесса восстанавливается заданное значение тока в цепи коллектора транзистора 1, а дифференциальное напряжение на входе операционного усилителя 2 вновь становится близким к нулю.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить надежность и устойчивость работы стабилизатора постоянного тока с непрерывным регулированием за счет упрощения схемы. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ, содержащий транзистор, операционный усилитель, датчик тока, пять резисторов и два стабилитрона, при этом первый вывод датчика тока, первый вывод питания операционного усилителя и первый вывод первого стабилитрона подключены к первому выводу для подключения источника питания постоянного тока, с вторым выводом для подключения которого соединены цепь первого силового вывода транзистора и первый вывод первого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого стабилитрона, второй вывод датчика тока соединен с первым выводом второго стабилитрона, второй вывод которого подключен к первому выводу второго резистора и первому входу операционного усилителя, первые выводы третьего и четвертого резисторов соединены между собой и подключены к второму входу операционного усилителя, пятый резистор включен в цепь между выходом операционного усилителя и управляющим входом транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен шестым резистором, включенным между выводом пятого резистора, связанным с выходом операционного усилителя, и вторым выводом для подключения источника питания, при этом вторые выводы второго и третьего резисторов и второй вывод питания операционного усилителя соединены между собой и подключены к второму выводу первого стабилитрона и второму выводу первого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с первым выводом для подключения источника питания, а второй силовой вывод транзистора подключен к второму выводу датчика тока и первому выводу второго стабилитрона.

2. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что в него введен нагрузочный элемент, включенный в цепь первого силового вывода транзистора.




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