ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР Российский патент 2003 года по МПК H02H3/46 

Изобретение относится к области источников вторичного электропитания и может быть использовано в электронной аппаратуре различного назначения.

Параметрические стабилизаторы общеизвестны и имеют широкое применение, в том числе с реализацией вспомогательного назначения, заключающегося в подавлении электромагнитных помех, поступающих в аппаратуру из сети питания, а также поступающих из аппаратуры в сеть.

В силу простоты и универсальности применения наиболее распространена схема стабилизатора, состоящая из резистора и стабилитрона [1, с. 160, рис. 9.11]. К недостаткам этого аналога следует отнести низкие значения КПД и коэффициента стабилизации. По указанным параметрам лучшей является схема, приведенная в [1, с. 161, рис. 9.16б], где в качестве токозадающего элемента применен транзистор. Последний имеет большое динамическое сопротивление, что увеличивает коэффициент стабилизации и обеспечивает эффективное подавление кондуктивных симметричных помех (проходящих по прямому и обратному проводам в разном направлении [2, с. 10]). В качестве недостатка данной схемы, принятой за прототип, отмечается отсутствие подавления асимметричных помех (проходящих по прямому и обратному проводам в одном направлении), что обусловлено нулевым значением сопротивления между входным и выходным зажимами минусового провода.

Задачей предлагаемого изобретения является усиление помехоподавляющих свойств стабилизатора путем исключения указанного недостатка.

Указанный технический результат достигается тем, что в стабилизатор, содержащий первый транзистор, первый и второй резисторы, включенные в цепи эмиттера и базы соответственно, и первый стабилитрон, включенный между коллектором транзистора и вторым выводом второго резистора, при этом второй вывод первого резистора и коллектор транзистора являются соответственно одноименными входом и выходом стабилизатора, дополнительно введены второй транзистор противоположного типа проводимости, второй стабилитрон, а также третий, четвертый, пятый и шестой резисторы, причем третий и четвертый резисторы включены в цепи эмиттера и базы соответственно второго транзистора, второй стабилитрон включен между коллектором и вторым выводом четвертого резистора, соединенным с вторыми выводами второго резистора и первого стабилитрона, пятый резистор подключен к базе первого транзистора и второму выводу первого резистора, а шестой резистор соединен с базой второго транзистора и вторым выводом третьего резистора, при этом второй вывод третьего резистора и коллектор второго транзистора являются соответственно одноименными входом и выходом стабилизатора противоположной полярности.

Схема параметрического стабилизатора приведена на чертеже.

Устройство работает следующим образом.

От входного источника через резисторы R1, R3 и транзисторы VT1, VT2 ток поступает в нагрузку и стабилитроны VD1 и VD2. Выходное напряжение устанавливается равным сумме напряжений стабилизации стабилитронов:
U_вых = U₁ + U₂, (1)
где U₁ и U₂ - напряжение на стабилитронах VD1 и VD2.

Проводимость транзисторов и, следовательно, величина протекающего через них тока задаются напряжениями, снимаемыми с резисторов R5 и R6. Значения этих напряжений с достаточной точностью определяются выражениями:


где U₅, U₆ - управляющие напряжения на резисторах R5 и R6;
U₃, U₄ - напряжения на транзисторах VT1 и VT2 соответственно с учетом падения напряжения на резисторах Rl и R3;
R2; R4; R5; R6 - сопротивления соответствующих резисторов.

Из анализа формул (2) и (3) следует, что управляющие напряжения U₅ и U₆ состоят из двух слагаемых, одно из которых пропорционально напряжениям на стабилитронах U₁ и U₂. За счет этих составляющих обеспечивается стабильность входного тока стабилизатора. Другие слагаемые пропорциональны напряжениям на транзисторах U₃ и U₄, сумма которых составляет разницу между входным и выходным напряжениями:
U₃ + U₄=U_вх-U_вых. (4)
Равномерное распределение этой суммы на транзисторах достигается частично за счет выбора симметрично расположенных элементов с одинаковыми значениями параметров. Асимметрия, обусловленная технологическим разбросом параметров, компенсируется при работе схемы действием обратной связи на резисторах R1; R2; R5 для транзистора VT1 и на резисторах R3; R4; R6 для транзистора VT2.

Если предъявляются повышенные требования к уровню пульсаций на выходе стабилизатора, параллельно резисторам R5. R6 могут быть установлены конденсаторы, не оказывающие существенного влияния на работу устройства.

Устройство проверено экспериментально в качестве стабилизатора выпрямленного сетевого напряжения на транзисторах КТ505 Б, КТ504 Б и стабилитронах КС630. Сопротивление резисторов R1, R3 - 300 Ом, R2, R4 - 47 кОм, R5, R6 - 3,3 кОм, емкость конденсаторов - 22 мкФ.

U_вх=280-340 В; U_вых=260 В; k_сгл>2000,
где k_cгл - коэффициент подавления пульсаций.

Устройство рекомендуется для использования в преобразователях напряжения сети в напряжения повышенной частоты.

Источники информации
1. А.И. Иванов - Цыганов. Электропреобразовательные устройства РЭС. М.: Высшая школа, 1991.

2. Г. С. Векслер, В.И. Недочетов, В.В. Пилинский, М.В. Родионов, В.А. Темников. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания. Киев: Техника, 1990.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к области источников вторичного электропитания, и может быть использовано в электронной аппаратуре различного назначения для подавления электромагнитных помех, поступающих в аппаратуру из сети питания. Для усиления помехоподавляющих свойств в стабилизатор, содержащий первый транзистор, первый и второй резисторы, включенные в цепи эмиттера и базы соответственно, и первый стабилитрон, включенный между коллектором транзистора и вторым выводом второго резистора, дополнительно введены второй транзистор противоположного типа проводимости, второй стабилитрон и четыре резистора. Техническим результатом изобретения является усиление помехоподавляющих свойств стабилитрона. 1 ил.

Стабилизатор, содержащий первый транзистор, первый и второй резисторы, включенные в цепи эмиттера и базы соответственно, и первый стабилитрон, включенный между коллектором транзистора и вторым выводом второго резистора, при этом второй вывод первого резистора и коллектор транзистора являются соответственно одноименными входом и выходом стабилизатора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй транзистор противоположного типа проводимости, второй стабилитрон, а также третий, четвертый, пятый и шестой резисторы, причем третий и четвертый резисторы включены в цепи эмиттера и базы соответственно второго транзистора, второй стабилитрон включен между коллектором и вторым выводом четвертого резистора, соединенным с вторыми выводами второго резистора и первого стабилитрона, пятый резистор подключен к базе первого транзистора и второму выводу первого резистора, а шестой резистор соединен с базой второго транзистора и вторым выводом третьего резистора, при этом второй вывод третьего резистора и коллектор второго транзистора являются соответственно одноименными входом и выходом стабилизатора противоположной полярности.