СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.
Уровень техники
Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий: регулирующий транзистор; транзистор усилителя постоянного тока (УПТ); стабилитрон; два резистора делителя выходного напряжения; первый, второй, третий и четвертый резисторы; конденсатор; диод; пусковой транзистор (авт. свид. SU 1684782, МКИ: G05F 1/569)
Недостатками данного устройства являются невозможность восстанавливать свою работоспособность при кратковременном пропадании входного напряжения, а также ограниченные функциональные возможности обусловленные:
низкой температурной стабильностью выходного напряжения (узким диапазоном рабочих температур) в случае широкого диапазона выходных напряжений;
узким диапазоном выходных напряжений при высокой температурной стабильности (широком диапазоне рабочих температур).
Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является стабилизатор постоянного напряжения (патент RU №2367000, МПК: G05F 1/56).
Стабилизатор содержит регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу стабилизатора, а коллектором - к выходному выводу стабилизатора, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, коллектор транзистора УПТ соединен с базой регулирующего транзистора, база транзистора УПТ соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер транзистора УПТ, через стабилитрон, подсоединен к выходному выводу и через второй резистор - к общему выводу стабилизатора. Кроме того, цепь, состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами, а так же, пусковую последовательную КС-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора.
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности обусловленные:
низкой температурной стабильностью выходного напряжения (узким диапазоном рабочих температур) в случае широкого диапазона выходных напряжений;
узким диапазоном выходных напряжений при высокой температурной стабильности (широком диапазоне рабочих температур).
Раскрытие полезной модели
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели сводится к расширению функциональных возможностей обусловленных обеспечением высокой температурной стабильности выходного напряжения (широкого диапазона рабочих температур) при одновременном расширении диапазона выходных напряжений.
Технический результат достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, стабилитрон, первый и второй резисторы, резисторы делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор, первый и второй диоды формирующие цепь состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами стабилизатора, пусковую последовательную RC-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона, через второй резистор подключен к общему выводу, введен второй стабилитрон однотипный первому, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, катодом к катоду первого стабилитрона, а анодом к коллектору регулирующего транзистора
Краткое описание чертежа
На фиг. представлена функциональная схема стабилизатора постоянного напряжения.
Осуществление полезной модели
Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий транзистор 1, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе 2 противоположного типа проводимости, первый и второй однотипные стабилитроны 3 и 11, первый и второй резисторы 6 и 9, резисторы 4 и 5 делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор 7, первый и второй диоды 8 и 10.
Последовательно соединенные первый и второй диоды 8 и 10 формируют цепь включенную между выходными выводами стабилизатора, конденсатор 7 и первый резистор 6 формируют пусковую последовательную RC-цепь, одним выводом подключенную к точке соединения первого 8 и второго 10 диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора 1, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора 2 УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем 4 и четвертом 5 резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона 3, через второй резистор 9, подключен к общему выводу, катод стабилитрона 3 соединен с катодом второго стабилитрона 11, анод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора 1.
Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.
При подаче на вход стабилизатора входного напряжения происходит заряд конденсатора 7 через первый резистор 6 и первый диод 8, и на выходе стабилизатора появляется напряжение, после чего регулирующий транзистор 1 и транзистор 2 УПТ открываются. С этого момента вступает в действие цепь обратной связи стабилизатора, поддерживая на выходе номинальное напряжение. Первый диод 8 ослабляет переменную составляющую входного напряжения, а второй диод 10 ускоряет процесс разряда конденсатора 7.
При кратковременных интервалах пропадания входного напряжения конденсатор 7 через второй диод 10 оказывается подключенным к входным выводам и поддерживает входное напряжение, а при более длительных провалах напряжения разряжается за счет работы самого стабилизатора. Это обеспечивает быстрый разряд конденсатора 7.
Таким образом, запуск стабилизатора происходит независимо от длительности интервала времени, в течение которого отсутствует входное напряжение, т.е. обеспечивается его автоматический запуск при внезапном пропадании входного напряжения и повторном его возникновении, что позволяет использовать предлагаемый стабилизатор для электропитания устройств, которые эксплуатируются на периферийных объектах без обслуживающего персонала.
В случае прототипа, приемлемая температурная стабильность выходного напряжения обеспечивается при использовании в качестве стабилитрона 3, стабилитрона с напряжением стабилизации близким к 6 В. Так как лишь в этом случае стабилитроны имеют температурный коэффициент напряжения стабилизации стремящийся к нулю (см. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники», М.: Мир, 1998 г., с. 350). Соответственно, в силу критичности выбора величины сопротивления резистора 9, выходное напряжение стабилизатора может принимать значение незначительно превышающее 6 В. При других напряжениях стабилизации, значительный температурный коэффициент напряжения стабилизации приводит к ограничению диапазона рабочих температур устройства.
Использование в качестве стабилитрона 3 лавинного стабилитрона, то есть стабилитрона с напряжением стабилизации более 6 В, характеризуемого положительным коэффициентом напряжения стабилизации (см. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники», М.: Мир, 1998 г., с. 351), и стабилитрона 11, однотипного стабилитрону 3, но включенного ему встречно (в прямом направлении), а значит характеризуемого отрицательным коэффициентом напряжения стабилизации (см. Китаев В.Е., Бокуняев А.А., Колканов М.Ф. «Электропитание устройств связи», М.: Связь, 1975 г., с. 184), обеспечивает взаимную компенсацию коэффициентов напряжения стабилизации стабилитронов 3, 11, а значит и расширение диапазона рабочих температур устройства, что существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения.