КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2117982 (13) C1

(51) 6 G05F1/56 

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

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

(21) Заявка: 96115643/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.07.26 
(45) Опубликовано: 1998.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Назаров С.В. Транзисторные стабилизаторы напряжения. - М.: Энергия,1980. - (Массовая радиобиблиотека; Вып.1007). 2. Linear integrated circuit. D.A.T.A. BOOK Edition 28, фиг.164. 
(71) Заявитель(и): Донская государственная академия сервиса 
(72) Автор(ы): Барилов И.В.; Старченко Е.И. 
(73) Патентообладатель(и): Донская государственная академия сервиса 

(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ 

Сущность: устройство относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания радиоаппаратуры. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента стабилизации. Устройство содержит первый транзистор, подключенный коллектором к шине питания, а эмиттером - к выходной клемме, первый резистор, подключенный первым выводом к выходной клемме, второй и третий резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй и третий транзисторы, подключенные эмиттерами ко второму выводу третьего резистора, а база третьего транзистора подключена к точке соединения вторых выводов первого и второго резисторов, четвертый и пятый транзисторы, подключенные эмиттерами к шине питания, а объединенными базами - к точке соединения коллекторов второго и четвертого транзисторов, источник опорного напряжения, включенный между базой второго транзистора и общей шиной, четвертый резистор, подключенный первым выводом к шине питания, шестой и седьмой транзисторы, подключенные эмиттерами к общей шине, а базами - к точке соединения коллектора седьмого транзистора со вторым выводом четвертого резистора, коллектор шестого транзистора подключен к точке соединения базы первого транзистора с коллекторами третьего и пятого транзисторов. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания радиоаппаратуры.

Известны компенсационные стабилизаторы напряжения (КСН), обладающие высоким коэффициентом стабилизации, но содержащие большое количество элементов и, следовательно, имеющие низкую надежность [1].

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является КСН, приведенный в [2]. На фиг. 1 показана упрощенная схеме прототипа, содержащая первый транзистор, подключенный коллектором к шине питания, а эмиттером - к выходной клемме, первый резистор, подключенный первым выводом к выходной клемме, второй, третий, пятый и шестой резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй и третий транзисторы, эмиттеры которых подключены ко второму выводу третьего резистора, а база третьего транзистора подключена к точке соединения вторых выводов первого и второго резисторов, четвертый и пятый транзисторы, подключенные эмиттерами к шине питания, а объединенными базами - к точке соединения коллекторов второго и четвертого транзисторов, источник опорного напряжения, включенный между базой второго транзистора и общей шиной, шестой транзистор, подключенный коллектором к точке соединения коллекторов третьего и пятого транзисторов с базой первого транзистора, эмиттер шестого транзистора подключен ко второму выводу шестого резистора, четвертый резистор, подключенный одним выводом к точке соединения базы шестого транзистора со вторым выводом пятого резистора, седьмой резистор, подключенный первым выводом к шине питания, стабилитрон, подключенный анодом к общей шине, седьмой транзистор, подключенный коллектором к шине питания, базой - к точке соединения второго вывода седьмого резистора с катодом стабилитрона, а эмиттером - ко второму выводу четвертого резистора.

Недостатком прототипа является низкий коэффициент стабилизации по входному напряжению.

Целью предлагаемого изобретения является повышение коэффициента стабилизации.

Для достижения поставленной цели в схему прототипа, содержащую первый транзистор, подключенный коллектором к шине питания, а эмиттером - к выходной клемме, первый резистор, подключенный первым выводом к выходной клемме, второй и третий резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй и третий транзисторы, эмиттеры которых подключены ко второму выводу третьего резистора, а база третьего транзистора подключена к точке соединения вторых выводов первого и второго резисторов, четвертый и пятый транзисторы, подключенные эмиттерами к шине питания, а объединенными базами - к точке соединения коллекторов второго и четвертого транзисторов, источник опорного напряжения, включенный между базой второго транзистора и общей шиной, шестой транзистор, подключенный коллектором к точке соединения базы первого транзистора с коллекторами третьего и пятого транзисторов, четвертый резистор, подключенный первым выводом к базе шестого транзистора, введен седьмой транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, а объединенными базой и коллектором - к точке соединения базы шестого транзистора с первым выводом четвертого резистора, эмиттер шестого транзистора подключен к общей шине, второй вывод четвертого резистора подключен к шине питания.

Заявляемый КСН (фиг.2) содержит первый транзистор 1, подключенный коллектором к шине питания, а эмиттером - к выходной клемме, первый резистор 2, подключенный первым выводом к выходной клемме, второй резистор 3 и третий резистор 4, подключенные первыми выводами к общей шине, второй транзистор 5 и третий транзистор 6, подключенные эмиттерами ко второму выводу резистора 4, а база транзистора 6 подключена к точке соединения вторых выводов резисторов 2 и 3, четвертый транзистор 7 и пятый транзистор 8, подключенные эмиттерами к шине питания, а объединенными базами - к точке соединения коллекторов транзисторов 5 и 7, источник опорного напряжения 9, включенный между базой транзистора 5 и общей шиной, четвертый резистор 10, подключенный первым выводом к шине питания, шестой транзистор 11 и седьмой транзистор 12, подключенные эмиттерами к общей шине, а базами - к точке соединения коллектора транзистора 12 со вторым выводом резистора 10, коллектор транзистора 11 подключен к точке соединения коллекторов транзисторов 6 и 8 с базой транзистора 1.

Для схемы прототипа (фиг.1) коэффициент стабилизации Kст1 (при идеальном источнике опорного напряжения) описывается известным выражением

Kст1=(1+Tu)/Kпр,

где Tu - петлевое усиление;

Kпр= Rэкв/(Rкб+Rэкв) - коэффициент прямой передачи; Rэкв - сопротивление параллельно включенных дифференциального входного сопротивления транзистора 1 и дифференциального выходного сопротивления транзистора 6; Rкб - сопротивление параллельно включенных дифференциальных сопротивлений коллектор - база транзисторов 1 и 8.

Рассмотрим работу устройства (фиг.2).

Изменение напряжения шины питания на величину Uвх ведет к изменению напряжения на базе транзистора 1 на величину Uпр

Uпр= UвхKпр,

где Kпр=Rэкв/(Rкб+Rэкв) - коэффициент прямой передачи напряжения с шины питания на базу транзистора 1; Rэкв - сопротивление параллельно включенных дифференциального входного сопротивления транзистора 1 и дифференциального выходного сопротивления транзистора 6; Rкб - сопротивление параллельно включенных сопротивлений коллектор - база транзисторов 1 и 8.

В то же время по компенсирующей цепи (резистор 10, транзисторы 12 и 11) на базу транзистора 1 поступает противоположное по знаку приращение напряжения Uк, определяемое выражением

Uк= IкRкбRэкв/(Rкб+Rэкв);

где Iк - приращение тока коллектора транзистора 11, равное



где R10 - сопротивление резистора 10; rэ - дифференциальное сопротивление эмиттера транзистора 12; - коэффициент усиления тока базы транзисторов 11 и 12.

Результирующее изменение выходного напряжения Uвых с учетом действия цепи обратной связи будет равно

Uвых= (Uпр-Uк)K1/(1+Tu),

где K1 1 - коэффициент передачи по напряжению эмиттерного повторителя на транзисторе 1;

Tu - петлевое усиление.

С учетом приведенных выражений коэффициент стабилизации заявляемого устройства Kст2 будет равен



откуда следует условие выбора параметров компенсирующей цепи, при выполнении которого коэффициент стабилизации обращается в бесконечность

Rкб= (R10+rэ)(+2)/.

Для достижения заявленного технического результата - повышения коэффициента стабилизации - достаточно приближенного выполнения полученного условия. Обычно практически всегда выполняются неравенства Rкб rэ и 1, поэтому коэффициент стабилизации заявляемого устройства оказывается в десятки раз выше, чем в схеме прототипа при R10Rкб. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Компенсационный стабилизатор напряжения, содержащий первый транзистор, подключенный коллектором к шине питания, а эмиттером - к выходной клемме, первый резистор, подключенный первым выводом к выходной клемме, второй и третий резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй и третий транзисторы, подключенные эмиттерами к второму выводу третьего резистора, а база третьего транзистора подключена к точке соединения вторых выводов первого и второго резисторов, четвертый и пятый транзисторы, подключенные эмиттерами к шине питания, а объединенными базами - к точке соединения коллекторов второго и четвертого транзисторов, источник опорного напряжения, включенный между базой второго транзистора и общей шиной, шестой транзистор, подключенный коллектором к точке соединения базы первого транзистора с коллекторами третьего и пятого транзисторов, четвертый резистор, подключенный первым выводом к базе шестого транзистора, седьмой транзистор, отличающийся тем, что эмиттеры шестого и седьмого транзисторов подключены к общей шине, второй вывод четвертого резистора подключен к шине питания, база и коллектор седьмого транзистора подключены к базе шестого 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