СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2211477 (13) C1

(51) 7 G05F1/56 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 2002100748/09 
(22) Дата подачи заявки: 2002.01.08 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.01.08 
(45) Опубликовано: 2003.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: National Semiconductors Data Book, 1984, p.243, p.145. RU 2006061 С1, 15.01.1994. RU 2151459 С1, 20.06.2000. SU 1374200 А, 15.02.1988. JP 2000132249 А, 12.05.2000. 
(71) Заявитель(и): Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса 
(72) Автор(ы): Маков С.В.; Попов А.Э. 
(73) Патентообладатель(и): Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса 
Адрес для переписки: 346500, Ростовская обл., г. Шахты, ул. Шевченко, 147, ЮРГУЭС, патентный отдел 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 

Использование: в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат заключается в снижении тока потребления стабилизатора. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй транзисторы, источник тока, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, делитель напряжения, включенный между выходом стабилизатора и общей шиной, выход которого подключен к базе второго транзистора, повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второго транзистора, а выход подключен к коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, третий транзистор базой подключен к точке соединения выхода повторителя тока и коллектора первого транзистора, четвертый транзистор, база которого подключена к эмиттеру третьего транзистора, а эмиттер соединен с выходом стабилизатора, дополнительно содержит первый и второй диоды, пятый транзистор и усилитель напряжения, причем коллектор пятого транзистора подключен к точке соединения второго вывода источника тока и эмиттеров первого и второго транзисторов, эмиттер пятого транзистора подключен к общей шине, а его база подключена к выходу усилителя напряжения, первый диод катодом подключен к коллектору третьего транзистора, а анодом - ко входу стабилизатора, второй диод катодом подключен к коллектору четвертого транзистора, а анодом - ко входу устройства, инвертирующий вход усилителя напряжения подключен к точке соединения коллектора четвертого транзистора и катода второго диода, а неинвертирующий - к точке соединения коллектора третьего транзистора и катода первого диода. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является стабилизатор, приведенный в /1/. На фиг.1 показана схема прототипа, содержащая первый и второй транзисторы, регулирующий элемент, включенный между входом и выходом устройства, источник тока, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, делитель напряжения включенный между выходом устройства и общей шиной, выход которого подключен к базе второго транзистора, повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второго транзистора, а выход подключен к управляющему выводу регулирующего элемента и к коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения.

Недостатком прототипа является сравнительно большой ток потребления.

Целью предлагаемого изобретения является снижение тока потребления устройства.

Для достижения указанной цели в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй транзисторы, источник тока, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, делитель напряжения включенный между выходом устройства и общей шиной, выход которого подключен к базе второго транзистора, повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второго транзистора, а выход подключен к коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, третий транзистор базой подключен к точке соединения выхода повторителя тока и коллектора первого транзистора, четвертый транзистор, база которого подключена к эмиттеру третьего транзистора, а эмиттер соединен с выходом устройства, введены первый и второй диоды, пятый транзистор и усилитель напряжения, причем коллектор пятого транзистора подключен к точке соединения второго вывода источника тока и эмиттеров первого и второго транзисторов, эмиттер пятого транзистора подключен к общей шине, а его база подключена к выходу усилителя напряжения, первый диод катодом подключен к коллектору третьего транзистора, а анодом ко входу устройства, второй диод катодом подключен к коллектору четвертого транзистора, а анодом - ко входу устройства, инвертирующий вход усилителя напряжения подключен к точке соединения коллектора четвертого транзистора и катода второго диода, а неинвертирующий - к точке соединения коллектора третьего транзистора и катода первого диода.

Заявляемый стабилизатор постоянного напряжения (фиг.2) содержит первый транзистор 1, к базе которого подключен источник опорного напряжения, второй транзистор 2, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 1, третий транзистор 8, базой подключенный к коллектору транзистора 1, четвертый транзистор 3, эмиттер которого подключен к выходу устройства, а база - к эмиттеру транзистора 8, повторитель тока 5, вход которого соединен с коллектором транзистора 2, а выход подключен к точке соединения коллектора транзистора 1 и базы транзистора 8, источник тока 4, первым выводом подключенный к точке соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2, а вторым - к общей шине, делитель напряжения, состоящий из резисторов 6 и 7, включенный между выходом устройства и общей шиной, выход которого подключен к базе транзистора 2, первый диод 9, анодом соединенный со входом устройства, а катодом подключенный к коллектору транзистора 8, второй диод 10, анодом соединенный со входом устройства, а катодом подключенный к коллектору 3, усилитель напряжения 11, неинвертирующий вход которого подключен к токе соединения коллектора транзистора 8 и катодом диода 9, инвертирующий вход - к точке соединения входа регулирующего элемента 3 и катодом диода 10, пятый транзистор 12, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор - к точке соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2 и первого вывода источника тока 6, а база соединена с выходом усилителя напряжения 11.

Заявляемый стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Предположим, что вследствие увеличения тока нагрузки выходное напряжение снизилось, тогда транзистор 2 призакроется, а транзистор 1 приоткроется, в результате в базу транзистора 8 потечет больший ток, который усилит возникшее приращение и передаст его на базу транзистора 3. Ток эмиттера транзистора 3 увеличится и компенсирует возникшее возмущение в цепи нагрузки.

В схеме прототипа ток потребления при нулевом токе нагрузки можно найти по формуле:

Iпот= I0+Iд, (1)

где Iд - ток, протекающий через делитель напряжения;

I0 - ток источника тока 4.

Током делителя обычно можно пренебречь, поэтому определяющим является ток источника тока 4, который выбирается исходя из условия обеспечения работоспособности схемы при максимальном токе нагрузки и может быть определен по формуле:



где Iн. max -максимальный ток нагрузки;

РЭ1.min - минимальный коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером оконечного транзистора регулирующего элемента;

РЭ2 - коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером другого транзистора регулирующего элемента;

Кповт - коэффициент передачи повторителя тока 5;

2 - коэффициент передачи тока второго транзистора в схеме с общей базой.

Для мощных транзисторов коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером () изменяется в десятки, а иногда и сотни раз при изменении тока эмиттера и напряжения коллектор - эмиттер, кроме того, зависит и от температуры, тогда для обеспечения работоспособности схемы необходимо выбирать ток источника тока 4, исходя из минимального оконечного транзистора регулирующего элемента при максимальном токе нагрузки, как показано в выражении (2).

Для заявляемой схемы

Iпот=I0+Iд+IК12, (3)

где IК12 - ток коллектора транзистора 12.

Как и для прототипа, током делителя в заявляемой схеме можно пренебречь. Оставшаяся сумма токов источника тока 4 и коллектора транзистора 12 определяется из следующего выражения:



где i - коэффициент передачи тока для i-го транзистора в схеме с общим эмиттером.

Ток коллектора транзистора 12 можно найти по следующей формуле:



где 1S12 - тепловой ток насыщения транзистора 12;

КU - коэффициент усиления по напряжению усилителя 11.

Подставив выражение 5 в 4 и преобразовав, получим:



Как и для прототипа, ток источника тока 4 выбирается исходя из обеспечения работоспособности схемы при максимальном токе нагрузки.

В заявляемой схеме при уменьшении 3 увеличивается ток коллектора транзистора 8, в результате разность между падением напряжения на диоде 10 и 9 уменьшается, полученное приращение передается с усилением через усилитель напряжения 11 на базу транзистора 12, в результате ток коллектора транзистора 12 увеличивается. Приращение тока передается на базу транзистора 8, обеспечивая необходимый ток базы транзистора 3. Таким образом, в заявляемой схеме ток источника тока 4 выбирается исходя из максимального значения 3:



Исходя из выше сказанного, ток потребления для заявляемого устройства можно найти из следующего выражения:



При максимальном 3 выражение 8 примет вид:



Из выражения 1 и 2, для прототипа ток потребления находится из формулы:



Из сравнения выражений 9 и 10 видно, что при максимальном коэффициенте передачи тока оконечного транзистора регулирующего элемента при прочих равных условиях ток потребления меньше у заявляемой схемы.

Таким образом, цель предлагаемого изобретения достигнута и преимущество предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения перед прототипом состоит в меньшем токе потребления.

Литература

1. National Semiconductors Data Book 1984, p.243, F 145. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй транзисторы, источник тока, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, делитель напряжения, включенный между выходом стабилизатора и общей шиной, выход которого подключен к базе второго транзистора, повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второго транзистора, а выход подключен к коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, третий транзистор базой подключен к точке соединения выхода повторителя тока и коллектора первого транзистора, четвертый транзистор, база которого подключена к эмиттеру третьего транзистора, а эмиттер соединен с выходом стабилизатора, отличающийся тем, что в стабилизатор введены первый и второй диоды, пятый транзистор и усилитель напряжения, причем коллектор пятого транзистора подключен к точке соединения второго вывода источника тока и эмиттеров первого и второго транзисторов, эмиттер пятого транзистора подключен к общей шине, а его база подключена к выходу усилителя напряжения, первый диод катодом подключен к коллектору третьего транзистора, а анодом - ко входу устройства, второй диод катодом подключен к коллектору четвертого транзистора, а анодом - ко входу устройства, инвертирующий вход усилителя напряжения подключен к точке соединения коллектора четвертого транзистора и катода второго диода, а неинвертирующий - к точке соединения коллектора третьего транзистора и катода первого диода.




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