СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.

Известны стабилизаторы напряжения постоянного тока по а.с. 838687 G05F 1/58, а.с. 1619241, G05F 1/569, содержащие регулирующий транзистор и согласующие транзисторы, которые имеют раздельное питание от основного и вспомогательного источников напряжения.

Недостатком известных стабилизаторов является то, что они не могут обеспечить получение необходимого напряжения на выходе в случае пропадания напряжения вспомогательного источника напряжения по причине выхода из строя или обрыва токопроводящего провода.

Известны также источники стабилизированного напряжения по а.с. 1735832, G05F 1/569, а.с. 1742806, G05F 1/569, обладающие повышенным к.п.д. за счет раздельного питания регулирующего и согласующих транзисторов, причем в указанных источниках напряжение вспомогательного источника формируется дополнительным сглаживающим DC-фильтром.

Недостатком этих источников стабилизированного напряжения является невозможность получения выходного напряжения в случае пропадания напряжения вспомогательного источника по причине выхода из строя выпрямителя или обрыва токопроводящего провода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор напряжения по а.с. 849174, G05F 1/56, принятый за прототип.

На фиг.1 приведена схема стабилизатора-прототипа, где обозначено:

1 - основной источник постоянного напряжения;

2 - вспомогательный источник постоянного напряжения;

3 - регулирующий транзистор;

4, 5 - первый и второй согласующие транзисторы;

6 - плавкий предохранитель;

7 - нагрузочный резистор усилитель постоянного тока;

8 - усилитель постоянного тока (УПТ);

9, 10 - резисторы смещения;

11, 12 - клеммы для подключения нагрузки.

Стабилизатор-прототип содержит основной 1 и вспомогательный 2 источники постоянного напряжения, регулирующий транзистор 3, коллектор которого подключен к основному источнику постоянного напряжения 1, и первый 4 и второй 5 согласующие транзисторы, коллекторы которых через быстродействующий плавкий предохранитель 6 соединены со вспомогательным источником постоянного напряжения 2. Первый резистор 7 является нагрузкой УПТ 8, входом включенного между клеммами 11 и 12, второй 9 и третий 10 резисторы - резисторами смещения для транзисторов 3, 4. Клеммы 11 и 12 служат для подключения нагрузки стабилизатора.

Стабилизатор-прототип работает следующим образом. Ток коллекторов согласующих транзисторов 4 и 5 на порядок меньше тока коллектора регулирующего транзистора 3. При коротком замыкании на выходе стабилизатора ток через предохранитель 6 увеличивается в несколько раз, что приводит к его форсированному сжиганию. В результате снимается напряжение питания с коллекторов согласующих транзисторов 4 и 5 и с УПТ 8. При этом ток базы транзистора 3 отсутствует, и транзистор 3 запирается.

Недостатком стабилизатора-прототипа является то, что он не может обеспечить получение необходимого напряжения на его выходе как в случае подключения только к основному источнику питания, используемого в качестве резервного, например аккумуляторной батареи, так и в аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного питания.

Задачей предлагаемого стабилизатора является повышение надежности стабилизатора и обеспечение работоспособности как в аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного источника постоянного напряжения, так и в случае перехода на резервный источник питания, например аккумуляторную батарею.

Для решения поставленной задачи в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основной и вспомогательный источники постоянного напряжения, регулирующий транзистор, коллектор которого подсоединен к положительному выводу основного источника постоянного напряжения, а эмиттер - к соответствующей выходной клемме, первый и второй согласующие транзисторы, коллекторы которых соединены между собой и положительным выводом вспомогательного источника напряжения, усилитель постоянного тока (УПТ), вход которого подключен к выходным клеммам, а выход - к базе второго согласующего транзистора и через нагрузочный резистор - к положительному выводу вспомогательного источника постоянного напряжения, отрицательный вывод которого, а также отрицательный вывод основного источника постоянного напряжения, выводы первого и второго резисторов смещения общим выводом подсоединены к соответствующей выходной клемме, при этом второй вывод первого резистора смещения подключен к базе первого и эмиттеру второго согласующих транзисторов, второй вывод второго резистора смещения подключен к эмиттеру первого согласующего транзистора и базе регулирующего транзистора, согласно изобретению введены дополнительный транзистор и цепочка из последовательно соединенных диода и резистора, включенная параллельно вспомогательному источнику постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с коллектором дополнительного транзистора, база которого подключена к точке соединения диода и резистора цепочки, эмиттер дополнительного транзистора соединен с положительным выводом основного источника постоянного напряжения.

На фиг.2 представлена схема предлагаемого стабилизатора, где обозначено:

1 - основной источник постоянного напряжения;

2 - вспомогательный источник постоянного напряжения;

3 - регулирующий транзистор;

4, 5 - первый и второй согласующие транзисторы; 7 - нагрузочный резистор УПТ;

8 - усилитель постоянного тока (УПТ);

9, 10 - первый и второй резисторы смещения;

14 - резистор;

11, 12 - выходные клеммы для подключения нагрузки;

13 - диод;

15 - дополнительный транзистор.

Предлагаемый стабилизатор содержит регулирующий транзистор 3, подключенный коллектором к положительному выводу основного источника напряжения 1, эмиттером - к выходной клемме 11, а базой - к эмиттеру первого согласующего транзистора 4. При этом точка соединения коллекторов согласующих транзисторов 4 и 5 подключена к положительному выводу вспомогательного источника напряжения 2. База первого согласующего транзистора 4 соединена с эмиттером второго согласующего транзистора 5, база которого соединена с выходом УПТ 8 и через нагрузочный резистор 7 - к положительному выводу вспомогательного источника напряжения 2. Один из выводов каждого резистора смещения 9 и 10 соединены общим выводом с отрицательными выводами основного 1 и вспомогательного 2 источников напряжения, подключенным к клемме 12. Другой вывод первого резистора смещения 9 соединен с базой первого согласующего транзистора 4, а другой вывод второго резистора смещения 10 - к базе регулирующего транзистора 3, коллектор которого подсоединен к точке соединения положительного вывода основного источника напряжения 1 и эмиттера дополнительного транзистора 15, коллектор которого подсоединен к коллектору первого согласующего транзистора 4. Между положительным выводом вспомогательного источника напряжения 2 и общим выводом включена цепочка из последовательно соединенных диода 13 и резистора 14. Дополнительный транзистор 15 эмиттером соединен с коллектором регулирующего транзистора 3, коллектором - с положительным выводом вспомогательного источника постоянного напряжения 2, а базой - с точкой соединения диода 13 и резистора 14. Входные выводы УПТ 8 подсоединены к выходным клеммам для подключения нагрузки 11 и 12.

Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При одновременном поступлении напряжений от основного 1 и вспомогательного 2 источников постоянного напряжения стабилизатор работает обычным образом, при этом величина напряжения питания вспомогательного источника 2 больше величины напряжения питания основного источника 1, поэтому дополнительный транзистор 15 закрыт.

В аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного источника постоянного напряжения 2 или подключения стабилизатора только к основному источнику постоянного напряжения 1, используемого в качестве резервного, например аккумуляторной батареи, дополнительный транзистор 15 открывается и коллекторы согласующих транзисторов 4 и 5 подключаются через его эмиттерно-коллекторный переход к положительному выводу основного источника постоянного напряжения 1, и работа стабилизатора восстанавливается.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения обеспечивает питание потребителя стабильным напряжением как в случае перехода на резервный источник питания (аккумуляторная батарея), так и в аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного источника, кроме того, обладает повышенной надежностью по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры. Технический результат - повышение надежности стабилизатора и обеспечение работоспособности как в аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного источника постоянного напряжения, так и в случае перехода на резервный источник питания, например аккумуляторную батарею. Это достигается тем, что в стабилизатор введены цепочка из последовательно соединенных диода (13) и резистора (14), включенная параллельно вспомогательному источнику постоянного напряжения (2), а также дополнительный транзистор (15), база которого подключена к точке соединения диода (14) и резистора (13) цепочки, эмиттер дополнительного транзистора (15) соединен с положительным выводом основного источника постоянного напряжения (1), а коллектор - с положительным выводом вспомогательного источника постоянного напряжения (2). 2 ил.

Стабилизатор напряжения, содержащий основной и вспомогательный источники постоянного напряжения, регулирующий транзистор, коллектор которого подсоединен к положительному выводу основного источника постоянного напряжения, а эмиттер - к соответствующей выходной клемме, первый и второй согласующие транзисторы, коллекторы которых соединены между собой и положительным выводом вспомогательного источника напряжения, усилитель постоянного тока (УПТ), вход которого подключен к выходным клеммам, а выход - к базе второго согласующего транзистора и через нагрузочный резистор - к положительному выводу вспомогательного источника постоянного напряжения, отрицательный вывод которого, а также отрицательный вывод основного источника постоянного напряжения, выводы первого и второго резисторов смещения общим выводом подсоединены к соответствующей выходной клемме, при этом второй вывод первого резистора смещения подключен к базе первого и эмиттеру второго согласующих транзисторов, второй вывод второго резистора смещения подключен к эмиттеру первого согласующего транзистора и базе регулирующего транзистора, отличающийся тем, что введены дополнительный транзистор и цепочка из последовательно соединенных диода и резистора, включенная параллельно вспомогательному источнику постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с коллектором дополнительного транзистора, база которого подключена к точке соединения диода и резистора цепочки, эмиттер дополнительного транзистора соединен с положительным выводом основного источника постоянного напряжения.