СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
CONSTANT VOLTAGE STABILISER

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах электропитания радиоаппаратуры.
Известны стабилизаторы постоянного напряжения по а.с. 1617419, G05F 1/56, опубл. 30.12.1990, Бюл. №48, а.с. 1684782, G05F 1/569, опубл. 15.10.91, Бюл. №38, обеспечивающие запуск стабилизатора.
Недостатком этих устройств является невозможность восстанавливать свою работоспособность при кратковременном пропадании питающего напряжения и повторном его возникновении, т.к. разряд пускового конденсатора происходит через высокоомные резисторы. 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, в котором разряд пускового конденсатора осуществляется с помощью дополнительных элементов, что обеспечивает быстрое восстановление пускового конденсатора, но приводит к усложнению устройства, а обязательное наличие дополнительного источника питания ограничивает область применения таких стабилизаторов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения по а.с.1343403, G05F1/569, опубл. 07.10.87, Бюл. №37, принятый за прототип.
Схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где обозначено:
1 - общий вывод;
2 - выходной вывод;
3 - входной основной вывод;
4 - регулирующий транзистор;
6, 7 - резисторы делителя выходного напряжения;
5, 8, 14 - первый, второй и третий резисторы;
9 - стабилитрон;
10 - транзистор;
11 - диод;
12 - конденсатор;
13 - входной дополнительный вывод;
15 - транзистор защиты.
Стабилизатор-прототип содержит общий 1 и выходной 2 выводы, входные основной 3 и дополнительный 13 выводы для подключения двух соответствующих источников питания, а также регулирующий транзистор 4, подключенный эмиттером к входному выводу 3, линейный делитель на резисторах 6 и 7 и нелинейный делитель на втором резисторе 8 и стабилитроне 9, включенные параллельно между общим выводом 1 и коллектором регулирующего транзистора 4, который базой соединен с коллектором транзистора 10, база которого соединена с выходом линейного делителя, а эмиттером - с выходом нелинейного делителя и выводом диода 11 токоограничивающей цепи, имеющей также третий резистор 14, через который диод 11 подключен к дополнительному выводу 13.
Кроме того, стабилизатор-прототип снабжен последовательной RC-цепью на первом резисторе 5 и конденсаторе 12, вывод которого соединен с входным выводом 3. RC-цепь включена параллельно регулирующему транзистору 4. Транзистор защиты 15 эмиттером, базой и коллектором соединен соответственно с входным выводом 3, с точкой соединения первого резистора 5 и конденсатора 12 RC-цепи, и точкой соединения диода 11 и третьего резистора 14 токоограничивающей цепи.
Устройство-прототип работает следующим образом.
При подаче питания через цепь третий резистор 14 диод 11 стабилизатор запускается. На время запуска конденсатор 12 обеспечивает гарантированную задержку включения транзистора 15. После запуска стабилизатора и зарядки конденсатора 12 транзистор 15 открывается и через него запирающий потенциал с входного вывода 3 подается на анод диода 11, запирая его, чем обеспечивает надежную развязку выхода стабилизатора от неуправляемого тока запуска в режимах стабилизации и самозащиты от перегрузок по току.
Недостатками устройства-прототипа являются сложность схемного решения устройства запуска и обязательное использование дополнительного источника питания, что существенно ограничивает область применения таких стабилизаторов.
Для устранения указанных недостатков в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом, а коллектор - с выходным выводом, транзистор усилителя постоянного тока с противоположным типом проводимости, коллектором соединенный с базой регулирующего транзистора, базой - с выходом делителя выходного напряжения, эмиттером через стабилитрон - с выходным выводом и через второй резистор - с общим выводом, а также диод и пусковую RC-цепь из последовательно соединенных первого резистора и конденсатора, включенную параллельно регулирующему транзистору, согласно изобретению, точка соединения конденсатора и первого резистора пусковой RC-цепи соединена с анодом диода, катод которого соединен с общим выводом.
Схема предлагаемого устройства представлена на фиг.2, где обозначено:
1 - общий вывод;
2 - выходной вывод;
3 - входной вывод;
4 - регулирующий транзистор;
5, 8 - первый и второй резисторы;
6, 7 - резисторы делителя выходного напряжения;
9 - стабилитрон;
10 - транзистор усилителя постоянного тока (УПТ);
11 - диод;
12 - конденсатор.
Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий транзистор 4, эмиттером подключенный к входному выводу 3, а коллектором - к выходному выводу 2, УПТ на транзисторе 10, имеющий противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора 4. При этом база транзистора 10 соединена с выходом делителя выходного напряжения на резисторах 6 и 7, а эмиттер через стабилитрон 9 - с выходным выводом 2 и через второй резистор 8 - с общим выводом 1. Пусковая RC-цепь состоит из последовательно соединенных конденсатора 12 и первого резистора 5, и подключена параллельно регулирующему транзистору 4. Причем точка соединения конденсатора 12 и первого резистора 5 RC-цепи соединена с анодом диода 11, катод которого подключен к общему выводу 1.
Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.
При подаче напряжения на вход стабилизатора ток, проходящий через конденсатор 12 и первый резистор 5, создает отпирающее напряжение на базе транзистора 10, что приводит к открыванию транзисторов 4 и 10. С этого момента вступает в действие цепь обратной связи стабилизатора, поддерживая на выходе номинальное напряжение. Стабилизатор переходит в рабочий режим.
При кратковременном пропадании входного напряжения конденсатор 12 с помощью диода 11 подключается к входным выводам стабилизатора и поддерживает входное напряжение, а при более длительных провалах входного напряжения разряжается за счет работы самого стабилизатора.
Это обеспечивает быстрый разряд конденсатора 12, и он оказывается готовым к повторному пуску при появлении входного напряжения, что создает условия для автоматического запуска стабилизатора в рабочий режим при кратковременных интервалах пропадания входного напряжения.
Таким образом, предлагаемый стабилизатор по сравнению с прототипом обладает более широкими возможностями, так как отпадает необходимость в дополнительном источнике питания, и упрощается схема пусковой цепи, а подключение точки соединения конденсатора 12 и первого резистора 5 пусковой RC-цепи к аноду диода 11, катод которого подсоединен к общему выводу 1, позволяет обеспечить автоматическое возвращение стабилизатора в рабочий режим при кратковременных интервалах пропадания входного напряжения.
Это позволяет использовать предлагаемый стабилизатор для питания устройств, которые эксплуатируются на периферийных объектах без обслуживающего персонала, где возможно кратковременное пропадание сети, что расширяет область применения устройства.