СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G05F1/10 

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

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока по а.с. 1272325, G05F 1/569, имеющий цепь запуска, которая позволяет запускать схему стабилизатора при подаче входного напряжения.

Недостатком стабилизатора является наличие большого количества элементов, выполняющих только функции запуска.

Известен также стабилизатор постоянного напряжения по а.с. 1001053, G05F 1/58, в котором схема пусковой цепи упрощена, однако наличие питания дополнительного источника питания ограничивает область применения таких стабилизаторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения по а.с. 1343403, G05F 1/569, принятый за прототип.

Схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где обозначено:

1 - общий вывод;

2 - выходной вывод;

3 - дополнительный вывод;

4 - регулирующий транзистор;

5 - входной основной вывод;

6, 7 - резисторы делителя выходного напряжения;

8, 12, 13 - первый, второй и третий резисторы;

9 - стабилитрон;

10 - транзистор;

11 - диод;

14 - конденсатор;

15 - транзистор защиты.

Стабилизатор-прототип содержит общий 1 и выходной 2 выводы, входной основной 5 и дополнительный 3 выводы для подключения двух соответствующих источников питания, а также регулирующий транзистор 4, подключенный эмиттером к входному выводу 5, линейный делитель на резисторах 6 и 7 и нелинейный делитель на резисторе 8 и стабилитроне 9, включенные параллельно между общим выводом 1 и коллектором регулирующего транзистора 4, который базой соединен с коллектором транзистора 10, база которого соединена с выходом линейного делителя на резисторах 6 и 7, а эмиттер - с выходом нелинейного делителя и выводом диода 11 токоограничивающей цепи, имеющей также второй резистор 12, через который диод 11 подключен к дополнительному выводу 3.

Кроме того, стабилизатор-прототип снабжен последовательной RC-цепью на резисторе 13 и конденсаторе 14, вывод которого соединен с входным выводом 5. RC-цепь включена параллельно регулирующему транзистору 4. Транзистор защиты 15 эмиттером, базой и коллектором соединен соответственно с входным выводом 5, с точкой соединения резистора 13 и конденсатора 14 RC-цепи и точкой соединения диода 11 и третьего резистора 12 токоограничивающей цепи.

Устройство-прототип работает следующим образом.

При подаче питания через цепь, состоящую из третьего резистора 12 и диода 11, стабилизатор запускается. На время запуска конденсатор 14 обеспечивает гарантированную задержку включения транзистора 15. После запуска стабилизатора и зарядки конденсатора 14 транзистор 15 открывается и через него запирающий потенциал с входного вывода 5 подается на анод диода 11, запирая его, чем обеспечивает надежную развязку выхода стабилизатора от неуправляемого тока запуска в режимах стабилизации и самозащиты от перегрузок по току.

Недостатком устройства-прототипа является обязательное наличие дополнительного источника питания, что существенно ограничивает область применения стабилизатора.

Задача - повышение надежности стабилизатора.

Для решения поставленной задачи в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом, а коллектор - с выходным выводом, транзистор усилителя постоянного тока с противоположным типом проводимости, соединенный коллектором с базой регулирующего транзистора, базой - с выходом делителя выходного напряжения, эмиттером через стабилитрон - с выходным выводом и через резистор - с общим выводом, а также конденсатор и диод, согласно изобретению конденсатор шунтирует коллекторно-эмиттерный переход транзистора усилителя постоянного тока, а диод шунтирует базо-эмиттерный переход регулирующего транзистора в обратном направлении.

Схема предлагаемого устройства представлена на фиг.2, где обозначено:

1 - общий вывод;

2 - выходной вывод;

4 - регулирующий транзистор;

5 - входной вывод;

6, 7 - резисторы делителя выходного напряжения;

8 - резистор;

9 - стабилитрон;

10 - транзистор усилителя постоянного тока (УПТ);

11 - диод;

14 - конденсатор.

Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий транзистор 4, эмиттером подключенный к входному выводу 5, а коллектором - к выходному выводу 2, УПТ на транзисторе 10, имеющий противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора 4. При этом база транзистора 10 соединена с выходом делителя выходного напряжения на резисторах 6 и 7, а эмиттер через стабилитрон 9 - с выходным выводом 2 и через резистор 8 - с общим выводом 1. Конденсатор 14 включен между коллектором и эмиттером транзистора 10; диод 11 шунтирует базо-эмиттерный переход регулирующего транзистора 4 в обратном направлении.

Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.

При подаче входного напряжения на вход стабилизатора начинается заряд конденсатора 14 через эмиттерный переход регулирующего транзистора 4 и резистор 8. В свою очередь, регулирующий транзистор 4 открывается, и на выходе стабилизатора появляется напряжение, которое приводит к открытию транзистора 10. С этого момента вступает в действие цепь обратной связи стабилизатора, и на его выходе поддерживается номинальное выходное напряжение. Стабилизатор переходит в рабочий режим. После пуска конденсатор 14 не оказывает влияние на работу стабилизатора. Стабилизация выходного напряжения осуществляется при помощи усилителя постоянного тока на транзисторе 10, воздействующего на регулирующий транзистор 4 таким образом, что выходное напряжение возвращается на установленный уровень с заданной точностью.

При отключении входного напряжения конденсатор 14 с помощью диода 11 подключается к входным выводам стабилизатора и разряжается через резистор 8, что обеспечивает быстрый разряд конденсатора 14, и он оказывается готовым к повторному пуску при появлении входного напряжения, что особенно важно при его работе в сеансном режиме.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор по сравнению с прототипом имеет более простую схему запуска и обладает более широкими возможностями, так как отпадает необходимость в дополнительном источнике питания.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры. Технический результат - повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения путем упрощения схемы пусковой цепи. Для этого предложен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом, а коллектор - с выходным выводом, транзистор усилителя постоянного тока (УПТ) с противоположным типом проводимости, соединенный коллектором с базой регулирующего транзистора, базой - с выходом делителя выходного напряжения, эмиттером через стабилитрон - с выходным выводом и через резистор - с общим выводом, а также конденсатор и диод, при этом коллекторно-эмиттерный переход транзистора УПТ шунтирован конденсатором, а базо-эмиттерный переход регулирующего транзистора шунтирован диодом в обратном направлении. 2 ил.

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом, а коллектор - с выходным выводом, транзистор усилителя постоянного тока (УПТ) с противоположным типом проводимости, соединенный коллектором с базой регулирующего транзистора, базой - с выходом делителя выходного напряжения, эмиттером через стабилитрон - с выходным выводом и через резистор - с общим выводом, а также конденсатор и диод, отличающийся тем, что коллекторно-эмиттерный переход транзистора УПТ шунтирован конденсатором, а базоэмиттерный переход регулирующего транзистора шунтирован диодом в обратном направлении.