Стабилизатор напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(5) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электрогехнике и может быть использовано в устройствах электропитания блоков автоматики.

В основном изобретении по авт.св. f описан стабилизатор напряжения, содержащий входной и выходной регулирующие транзисторы, включенные последовательно между силорым выпрямителем и выходным зажимом, сглаживающий конденсатор, подключенный между соединенными эмиттером и коллектором регулирущих транзисторов и общей шиной, орган управления, подключенный к выходу и соединенный с базой выходного регулирующего транзистора, параметрический стабилизатор на стабилитроне, подсоединенный одним входом к выходному зажиму, спусковой элемент с двумя входами и S-образной вольтамперной характеристикой, вспомогательный выпрямитель и резистор, причем один вход и выход спускового элемента включены между базой и эмиттером входного регулирующего транзистора, а другой вход соединен с выходом параметрического стабилизатора, второй вход которого подключен к точке соединения резистора и вспомогательного выпрямителя, другие выводы которых подсоединены соответственно к базе и эмиттеру входного регу- лирующего транзистора fl.

В этом.стабилизаторе с ростом тока заряда, несмотря на уменьшение времени заряда, потери на внутреннем сопротивлении трансформатора или другого источника, питающего стабилизатора, растут.

Для уменьшения потерь, обусловленных неравномерностью потребляемого стабилизатором тока, можно уменьшить сопротивление обмотки трансформатора, но это влечет за собой лишний расход материалов, увеличение габаритов и веса узлов, используемых со стабилизатором.

Целью изобретения является повышение КПД стабилизатора путем снижения неравномерности потребляемого тока.

Эта цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения введены дополнительный силовой выпрямитель с подключенным к его выходу дополнительным сглаживающим конденсатором, включенные между общей точкой основного силового выпрямителя и основного сгла- ю живающего конденсатора и выходом ста билизатора. На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора напряжения; на фиг. 2 - временная диаграмма режима его работы. Стабилизатор содержит два. регулирующих ранзистора 1 и 2, включенных последовател.ьно, основной силовой выпрямитель 3, сглаживающий конденсатор 4, орган управления 5 вспомогательный выпрямитель 6, резистор 7, спусковой элемент 8 (элемент с 5-образной характеристикой, выполненный на двух транзисторах противоположного типа проводимости 9 и tO), пара метрический стабилизатор 11, выполнен ный на стабилитроне 12 и резисторе 1 Кроме того, стабилизатор содержит до полнительные силовой выпрямитель Н и сглаживающий конденсатор 15На фиг. 2 Ц - напряжение на выхо де основного силового выпрямителя 3, . напряжение на коллекторе регулирующего транзистора, связанного с выходным зажимом Uj - напряжение с выхода параметрического стабилизатора 11, 1йУ1 входной ток основног силового выпрямителя 3 °Д ной ток дополнительного силового выпрямителя 1. Стабилизатор напряжение работает следующим образом. В установившемся после включения режиме на сглаживающем конденсаторе 15, подключенном к выходу дополнительного силового выпрямителя 14, образуется пульсирующее напряжение с максимальным значением, равным амплитуде входного напряжения иgjf2. личина напряжения выбирается так, что&й при максимальном входном напря жении его амплитуда не превышала заданное напряжение .. В момент равенства нулю пульсирую ;щего напряжения на выходе вспомогательного выпрямителя 6 спусковой эле мент 8 переходит в закрытом состояние и, размыкая промежуток база-эмит

тер транзистора 1, разрешает его включение. Транзистор 1 открывается током через резистор 7 и обеспечивает заряд конденсатора k, который происходит при повышении напряжения с выхода выпрямителя 3 над напряжением конденсат.ора 4. Момент включения транзистора 1 1 определяется напряжением с выхода параметрического стабилизатора 11, о которое выбирается равным сумме максимального напряжения пульсаций на коллекторе транзистора 2 и минимального напряжения, необходимого для его нормальной работы. При заряде конденсатора до момента, когда напряжение на коллекторе транзистора 2 достигнет номинального, потенциал эмиттера транзистора 9 превышает потенциал базы, и спусковой элемент 8, включаясь, шунтирует переход база-эмиттер транзистора 1; выключение спускового элемента происходит к началу следующего полупериода. В результате шунти-. рования перехода транзистор 1 закрывается и отключает силовой выпрямитель 3 от конденсатора 4, который в даль-, нейшем разряжается через конденсатор 15 и транзистор 2 на нагрузку стабилизатора. Ток заряда конденсатора Ц показан на временной диаграмме фиг. 2. Примерно к моменту окончания заряда конденсатора 4, когда входное напряжение приближается к амплитудному, начинается заряд сглаживающего конденсатора 15 через дополнительный силовой выпрямитель 14; ток заряда показан на временной диаграмме фиг. 2. В результате напряжение на коллекторе транзистора 2 поддерживается близким к номинальному до середины полупериода и снижается его пульсация. Положение зарядного тока Igy на временной диаграмме фиг. 2 определяется величиной напряжения U ВХ2 и может смещаться от начала полупериода при максимальном напряжении до середины при минимальном. Работа второй ступени стабилизатора с регулирующим транзистором 2 и органом управления 5 аналогична работе известных стабилизаторов компенсационного типа. Таким образом, за счет использования дополнительного силового выпряМигеля 14 и сглаживающего конденсатора 15 снижается требуемое напряжение с выхода выпрямителя 3. время заряда конденсатора 4 удлиняется и соответственно ток его заряда уменьшается .

Использование изобретения позволит значительно снизить неравномерность потребляемого стабилизатором тока.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения по авт.св. И° , о--Л ли чающийся . тем, что, с целью повышения КПД путем снижения неравномерности потребляемого тока, в него введены дополнитель;ный силовой выпрямитель с подключенным к его выходу дополнительным сглаживающим конденсатором, включенные между общей точкой основного силового выпрямителя и основного сглаживающего конденсатора и выходом стабилизатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

It.t

Фиг. г

Л