СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
DC VOLTAGE STABILISER

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.
Известен стабилизатор постоянного напряжения по а.с. 1012220, G05F 1/58, опубл. 15.04.1983, Бюл. №14.
Недостатком стабилизатора является невозможность восстанавливать свою работоспособность без постороннего вмешательства при кратковременном пропадании питающего напряжения и повторном его возникновении. Запуск стабилизатора происходит лишь в том случае, если после выключения питающего напряжения повторное его включение произойдет по истечении времени достаточного для разрядки пускового конденсатора.
Известны также стабилизаторы постоянного напряжения по а.с. 1001053, G05F 1/58, опубл. 28.02.83, Бюл. №8, а.с. 1343403, G05F 1/569, опубл. 07.10.87, Бюл. №37, недостатками которых является обязательное наличие дополнительного источника питания, что существенно ограничивает применение таких стабилизаторов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения по а.с. 1684782, G05F 1/569, опубл. 15.10.91, Бюл. №38, принятый за прототип.
Схема стабилизатора-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:
1 - регулирующий транзистор;
2 - транзистор усилителя постоянного тока (УНТ);
3 - стабилитрон;
4, 5 - резисторы делителя выходного напряжения;
6, 9, 11, 12 - первый, второй, третий и четвертый резисторы;
7 - конденсатор;
8 - пусковой транзистор;
10 - диод.
Стабилизатор-прототип содержит включенный в силовую шину регулирующий транзистор 1 по схеме с общим эмиттером, УПТ на транзисторе 2, коллектором соединенный с базой регулирующего транзистора 1, а эмиттером - через второй резистор 9, подключенный к общей шине, стабилитрон 3, включенный между выходным силовым выводом и эмиттером транзистора УПТ 2, делитель выходного напряжения на резисторах 4 и 5, выходом подключенный к базе транзистора УПТ 2, включенные последовательно между общей шиной и базой регулирующего транзистора 1, первый резистор 6 и конденсатор 7. Пусковой транзистор 8, коллектор которого соединен с общей шиной, база через последовательно соединенные конденсатор 7 и первый резистор 6 соединена с общей шиной, причем база пускового транзистора 8 через последовательно соединенные четвертый 12 и третий 11 резисторы соединена с базой регулирующего транзистора 1 и через диод 10 - с эмиттером пускового транзистора 8. При этом диод 10 шунтирован третьим резистором 11.
Стабилизатор-прототип работает следующим образом.
При подключении входного напряжения базовый ток регулирующего транзистора 1 создается пусковым транзистором 8, который открыт током заряда конденсатора 7. Постоянная времени цепи из последовательно включенных конденсатора 7 и первого резистора 6 выбирается из условия надежного запуска стабилизатора.
Стабилизация выходного напряжения осуществляется при помощи УПТ на транзисторе 2, воздействующего на регулирующий транзистор 1. В результате выходное напряжение возвращается к исходному уровню. При этом эмиттерный переход пускового транзистора 8 оказывается запертым, то есть конденсатор 7 не разряжается и не снижает эффективность воздействия УПТ на регулирующий транзистор 1. Поскольку конденсатор 7 не разряжается, то он и не заряжается при обратном увеличении входного напряжения, то есть не возникает ток заряда, открывающий регулирующий транзистор 1.
Для исключения пробоя эмиттерного перехода пускового транзистора 8 последовательно с ним включен диод 10. Разряд конденсатора 7 происходит через высокоомные резисторы 11 и 12.
Недостатком стабилизатора-прототипа является то, что стабилизатор не может восстанавливать свою работоспособность без постороннего вмешательства при кратковременном пропадании входного напряжения и повторном его возникновении. Запуск стабилизатора происходит лишь в том случае, если после выключения входного напряжения повторное его включение произойдет по истечении интервала времени, необходимого для разряда пускового конденсатора.
Задача предлагаемого устройства - повышение надежности запуска стабилизатора при кратковременном пропадании входного напряжения, а также упрощение схемы пусковой цепи.
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 (УПТ) с противоположным типом проводимости, коллектором соединенный с базой регулирующего транзистора, базой - с выходом делителя выходного напряжения, включенного параллельно выходным выводам, эмиттером через стабилитрон - с выходным выводом и через второй резистор - с общей шиной, а также диод, пусковой транзистор, база которого через последовательную RC-цепь подсоединена к общей шине, к которой подключен и его коллектор, согласно изобретению, эмиттер пускового транзистора соединен с базой регулирующего транзистора, причем точка соединения резистора и конденсатора последовательной RC-цепи через диод соединена с входным выводом стабилизатора.
Схема предлагаемого стабилизатора представлена на фиг.2, где обозначено:
1 - регулирующий транзистор;
2 - транзистор усилителя постоянного тока (УПТ);
3 - стабилитрон;
4, 5 - резисторы делителя выходного напряжения;
6, 9 - первый и второй резисторы;
7 - пусковой конденсатор;
8 - пусковой транзистор;
10 - диод.
Предлагаемый стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, эмиттером подключенный к входному выводу, а коллектором - к выходному выводу стабилизатора, УПТ на транзисторе 2 противоположного типа проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора 1, а база транзистора 2 соединена с выходом делителя выходного напряжения на резисторах 4 и 5, включенного параллельно выходным выводам стабилизатора. Эмиттер транзистора 2 через стабилитрон 3 подсоединен к выходному выводу и через второй резистор 9 - к общей шине. Кроме того, пусковой транзистор 8, имеющий ту же проводимость, что и регулирующий транзистор 1, эмиттером подключен к базе регулирующего транзистора 1, коллектором - к общей шине. При этом база пускового транзистора 8 через последовательную RC-цепь, состоящую из первого резистора 6 и пускового конденсатора 7, подключена к общей шине. Точка соединения первого резистора 6 и пускового конденсатора 7 через диод 10 подключена к входному выводу стабилизатора.
Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.
При подаче на вход стабилизатора входного напряжения происходит заряд конденсатора 7 через первый резистор 6, что создает условия для открывания транзистора 8. База регулирующего транзистора 1 через эмиттерно-коллекторный переход пускового транзистора 8 подсоединена к общей шине, после чего регулирующий транзистор 1 и транзистор 2 открываются. С этого момента вступает в действие цепь обратной связи стабилизатора, поддерживая на выходе номинальное напряжение. Транзистор 8 закрывается потенциалом заряженного конденсатора 7 и не оказывает влияния на работу устройства.
При кратковременном пропадании входного напряжения конденсатор 7 с помощью диода 10 подключается к входным выводам стабилизатора и поддерживает входное напряжение, а при более длительных провалах напряжения разряжается за счет работы самого стабилизатора (тогда как в стабилизаторе-прототипе разряд пускового конденсатора происходит через высокоомные резисторы). Это способствует быстрому разряду конденсатора 7, что существенно сокращает или практически сводит к нулю время подготовки стабилизатора для последующего его включения после выключения питания.
Таким образом, предлагаемый стабилизатор может использоваться для электропитания устройств, которые эксплуатируются на периферийных объектах без обслуживающего персонала, где возможно кратковременное пропадание сети, что способствует обеспечению автоматического запуска, повышению надежности функционирования питаемой аппаратуры и расширению области применения. Кроме того, упрощена схема пусковой цепи стабилизатора.