Непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к электронике и предназначено для использования в качестве источника электропитания.

Известен непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока с высоким коэффициентом полезного действия 1.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является непрерывный стабилизатор нанряжеиия постоянного тока, содержащий N регулирующих транзисторов, эмиттерно-коллекторные переходы которых включены между N входными и одним выходным выводами, измерительноусилительный узел управления, вход которого подключен к выходным выводам .

Недостатком известных стабилизаторов является СЛОЖНОСТЬ схемы, низкая надежность и больщпе габариты.

Целью изобретения является упрощение схемы, повышение надежности и умепьшение габаритов непрерывного стабилизатора пНПряжения постоянного тока.

Эта цель достигается тем, что непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий N регулирующих траизисторов, эмиттерно-коллекторные переходы которых включены между ;V входными и одним выходным выводами, измерительно-усилнтельный узел уиравления, вход которого подключен к выходным выводам,

снабжен последовательной цепочкой из диода и резистора, включенной между выходными выводами и оптронами, выходная цепь каждого из которых одним выводом подключена к базе соответствующего регулирующего транзистора, а другим выводом - к точкесоединенияупомянутых диода и ограничительного резистора, входные цепи онтропов соединены последовательно и подключены к выходу измерительно-усилительного узла управления, причем входная цепь каждого из оптронов, кроме оптропа в цепи базы регулирующего транзистора с мииимальным напряжением, защу}1тирована соответствующим резистором.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема неирерывного стабилизатора напряжения постоянного тока.

Стабилизатор содержит регулирующие транзисторы 1, 2, 3, 4, 5, 6, транзисторные или резисторные оптроны 7, 8, 9, выходные цепи которых связывают базы транзисторов с источником 10 напряжения, в роли которого в данном случае использован д1юд, питаемый через резистор 11.

Стабилизатор содержит также резисторы 12, 13, измерительно-уснлительный узел 14 управления и источник 15 нитания иеременного тока. Если источник 15 питания - постоянного тока, то транзисторы 2, 4, 6, а также нижняя половина источника 15 могут отсутствовать. Если к тому же регулирующие транзисторы п-р-п типа проводимости, то эмиттеры и коллекторы транзисторов 1, 3, 5 меняются местами, т. е. эмиттеры транзисторов подключаются к выходному выводу, а коллектором - к; входным, Полярность источника 10 при этом должна быть изменена на обратную.

Непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока работает следующим образом.

Источник 15 может представлять собой обмотку трансформатора с нулевой точкой и отпайками в каждой полуобмотке с прямоугольной формой выходного напряжения. На отпайках имеются различные напряжения, разница амплитуд которых составляет несколько процентов. При четных полупериодах пропускают ток четные транзисторы, нечетные при этом заперты напряжением источника 15 через эмиттерный переход работающего транзистора. После смены полупериодов работают нечетные транзисторы. Если источник 15 - ностоянного тока, то вышеописанные процессы отсутствуют. Транзисторы каждый в свое время работают в непрерывном , осуществляя регулирование выходного напряжения. Управление транзисторами 1, 2, 3, 4, 5, 6 осуществляется выходными цепями ОПтронов 7, 8, 9 {фоторезистор или фототранзистор), которые в свою очередь управляются узлом 14. При увеличении напряжения на выходе узла 14 вначале увеличивает световой поток входная цепь (светодиод или лампочка) онтрона 7, затем - онтрона 8 и затем - оптрона 9, для чего резистор 13 выбирается с меньшим сопротивлением, чем резистор 12.

Г1ри максимальном напряжении источника 15 работают каждый в свой полупериод транзисторы 1 и 2, нри источнике 15 - ностоянного тока - ненрерывно транзистор 1. Если затем это напряжение будет уменьшаться, то уменьшается и напряжение на коллекторах транзисторов 1 и 2. Некоторое уменьшение выходного нанряжения стабилизатора приводит к увеличению выходного напряжения узла 14 и уменьшению сопротивления выходной цепи оптрона 7, после чего выходное напряжение стабилизатора восстанавливается до исходного значения. При дальнейшем уменьшении напряжения источника 15 транзисторы 1 и 2 насыщаются, носле чего оптроном 8 вводятся в действие транзисторы 3 и 4, а после их насыщения -

транзисторы 5 и 6. Подключение выходных цепей оптронов 7, 8 и 9 к источнику 10 обеспечивает на них необ.ходимое напряжение.

Каждый транзистор при пропускании и.м тока имеет нанряжение на коллекторе не более напряжения между соседними входными клеммами. При этом КПД стабилизатора молсет быть очень большим.

Количество транзисторов может быть и большее, нри этом КПД новышается. Динамические характеристики предлагаемого стабилизатора не хуже, чем у обычного непрерывного стабилизатора.

При микросхемном исполнении стабилизатора в существующем корпусе мощность его может быть увеличена во много раз. В системах электропитания, использующих большое количество стабилизаторов, один

общий источник входного напряжения незначительно усложняет систему.

Упрощение, увеличение надежности и уменьшение габаритов достигнуты за счет уменьшения количества элементов, управляющих транзисторами.

Формула изобретения

Непрерывный стабилизатор напряжения

постоянного тока, содержащий Л регулирующих транзпсторов, эмиттерно-коллекторные нереходы которых включены между N входными и одним выходным выводами, измерительно-усилительный узел

управления, вход которого подключен к выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы повышения надежности и уменьшения габаритов, стабилизатор снабжен аюследовательной цепочкой из диода и резистора, включенной выходными выводами и оптронами, выходная цепь каждого из которых одним выводом подключена к базе соответствующего регулирующего транзистора, а другим выводом - к точке соединения упомянутых диода и ограничительного резистора, входные цепи оптронов соединены последовательно и нодключены к выходу измерительно-усилительного узла управления, причем входная цепь каждого из оптронов, кроме оптрона в цени базы регулирующего транзистора с ми1П1мальны.м напряжением, зашунтирована соответствующим резисторо.м.

Источники информации,

принятые во внимание при эксиертизе

1.Авторское свидетельство СССР 297098, Н 02М 5/00, 1967.

2.Авторское свидетельствоСССР

АЬ 531140, G 05F 1/56, 1974.