Электронный стабилизатор напряжения Советский патент 1959 года по МПК G05B5/01 

Предлагаемый электронный стабилизатор напряжения относится к известному типу стабилизаторов напряжения, содержаш.их усилительную и регулирующуюлампы и дополнительную усилительную лампу, включенную между анодом первой лампы и сеткой второй.

Особенностью предлагаемого электронного стабилизатора, обеспечивающего расширение предела регулирования напряжения и повышение коэффициента стабилизации, является применение в качестве указанной дополнительной усилительной лампы, лампы с холодным катодом, имеющей падающую вольтамперную характеристику с широким участком отрицательного сопротивления.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого электронного стабилизатора напряжения.

Часть выходного (стабилизированного) напряжения (с зажимов А-Б) с помощью потенциометрического делителя напряжения подается на сетку лампы Л работающей в режиме усилителя постоянного тока. Напряжение, подаваемое с делителя на сетку лампы Л, сравнивается с опорным напряжением, поданным на катод этой же лампы со стабиловольта Л2. Разность этих двух напряжений усиливается, и усиленное напряжение подается на сетку регзлирующей лампы Лз, включенной последовательно с нагрузкой.

Напряжение на сетке усилительной лампы Л1 при нормальной работе стабилизатора автоматически поддерживается близким к опорному напряжению с точностью до ширины сеточной характеристики усилительной лампы. Регулировка выходного напряжения производится потенциометром путем изменения коэффициента деления делителя напряжения, подключенного к сетке усилительной лампы Л. При этом стабилизированное напряжение будет приблизительно во столько раз больще опорного, во сколько раз сопротивление всего делителя больше сопротивления той части его, которая включена между общим минусовым проводом и сеткой усилительной лампы.

N° 120591- 2 -

Из этого соотношения следует, что в принципе стабилизированное напряжение может бытнэ снижено вплоть до опорного напряжения.

Однако в обычных схемах подобных электронных стабилизаторов минимальное стабилизированное напряжение бывает гораздо больше опорного и не может быть меньше суммы, в которую входят следуюпхие три напряжения:

а)опорное напряжение, которое не может быть ниже 75 в, вследствие отсутствия более низковольтных стабиловольтов, а также вследствие нестабильности сеточных характеристик усилительных ламп, ухудшаюш,ей стабилизацию;

б)наименьшее падение напряжения на усилительной лампе Л1, при котором в ней еш,е не появляются сеточные токи;

в)напряжение на сетке регулируюш,ей лампы Лз относительно ее катода, необходимое для запирания лампы при наименьшем токе нагрузки, когда к тому же питаюший выпрямитель работает почти вхолостую и, вследствие этого, нанряжение на входе стабилизатора значительно увеличивается.

Поскольку опорное напряжение плюс наименьшее падение напряжения на усилительной лампе Л составляет 100-130 в, а напряжение на катоде мощной регулируюн ей лампы Лз (обычно имеющей малый коэффициент усиления) при малом токе должно быть на 50-70 в больше, чем на ее сетке, то с обычными схемами не удается получить стабильное напряжение ниже 140-200 в.

Для снии :ения выходного напряжения стабилизатора, т. е. для увеличения предела регулирования, между анодом усилительной лампы Л1 и сеткой регулирующей лампы Лз, включается дополнительная лампа Л4 с холодным катодом, имеющая падающую вольтамперн ю характеристику. Этим достигается возможность снижения напряжения на сетке регулирующей лампы на величину, равную напряжению горения лампы с холодным катодом. Выбором типа лампы с холодным катодом наименьщее напряжение на сетке регулирующей лампы Лз может быть снижено на 50-150 8 (вплоть до нуля) без снижения коэффициента усиления всей суммы.

Использование падающего участка вольтамперной характеристики лампы с холодным катодом дает возможность повысить коэффициент усиления схемы и этим улучшить коэффициент стабилизации, а также уменьшить внутреннее сопротивление стабилизатора. Целесообразно применять трехэлбктродные ламны с холодным катодом, так как вследствие большей разницы между напряжениями зажигания и горения они имеют более широкий участок вольтамперной характеристики с отрицательным сопротивлением, чем обычные неоновые лампы. Если при работе стабилизатора напряжение на аноде усилительной лампы Л, например, повышается, то на сетке регулирующей лампы Лз напряжение повышается на большзю величину за счет отрицательного соцротивления лампы Л с холодным катодом, так как падение напряжения на последней уменьшается при возрастании проходящего через нее тока.

Для того, чтобы исключить возможность возникновения в цепи лампы Л релаксационных колебаний при значениях тока, при которых отрицательное сопротивление ее становится значительно больнле сопротивления утечки сетки регулирующей лампы Лз, цепь основного анода шунтируется сопротивлением . Величина этого сопротивления может быть в несколько раз больше величины сопротивления утечки сетки регулирующей лампы. Шунтирующее сопротивление подключается к управляющему аноду лампы Л и служит также для облегчения ее зажигания по основному аноду.

Для обеспечения больших пределов регулирования опорный стабиловольт Ла питается от нестабилнзированного входного напряжения

(зажимы В-Г). Для получения регулируемых выходных напряжений ниже 75 в стабиловольт включается тумблером Т в цепь нагрззки таким образом, чтобы опорное напряжение вычиталось из выходного. При этом схема имеет отрицательное внутреннее сопротивление.

При желании выходное отрицательное сопротивление схемы может быть увеличено включением последовательно со стабиловольтом Лз добавочного сопротивления .

Предмет изобретения

Электронный стабилизатор напряжения, содержащий усилительную и регулирующую лампы и дополнительную усилительную лампу, включенную между анодом первой и сеткой второй, отличающийся тем, что, с целью расширения предела регулирования напряжения и повышения коэффициента стабилизации, в качестве дополнительной усилительной лампы применена лампа с холодным катодом, имеющая падающую вольтамперную характеристику с широким участком отрицательного сопротивления.