СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
CONSTANT VOLTAGE STABILISER

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.
Известны стабилизаторы постоянного напряжения по а.с. 1012220, G05F 1/58, опубл. 15.04.1983, БИ №14, а.с. 1617419, G05F 1/56, опубл. 30.12.1990, БИ №48, имеющие устройства, которые обеспечивают запуск стабилизатора.
Недостатком этих стабилизаторов является невозможность восстанавливать свою работоспособность при кратковременном пропадании питающего напряжения. 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, БИ №8 и 1343403, G05F 1/569, опубл. 07.10.87, БИ №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, БИ №38, принятый за прототип.
Схема стабилизатора-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:
1 - регулирующий транзистор;
2 - транзистор усилителя постоянного тока (УПТ);
3 - стабилитрон;
4, 5 - резисторы делителя выходного напряжения;
6, 9, 12, 13 - первый, второй, третий и четвертый резисторы;
7 - конденсатор;
8 - диод;
11 - пусковой транзистор.
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. Пусковой транзистор 11, коллектор которого соединен с общей шиной, база - через последовательно соединенные конденсатор 7 и первый резистор 6 соединена с общей шиной, а цепь эмиттерного перехода включена между базой регулирующего транзистора 1 и конденсатором 7, причем база пускового транзистора 11 через последовательно соединенные четвертый 13 и третий 12 резисторы соединена с базой регулирующего транзистора 1 и через диод 8 - с эмиттером пускового транзистора 11. При этом диод 8 шунтирован третьим резистором 12.
Стабилизатор-прототип работает следующим образом.
При подключении входного напряжения базовый ток регулирующего транзистора 1 создается пусковым транзистором 11, 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 11 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 11 последовательно с ним включен диод 8. Разряд конденсатора 7 происходит через высокоомные резисторы 12 и 13.
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. Это исключает возможность использования этого стабилизатора на периферийных объектах без обслуживающего персонала.
Недостатком стабилизатора-прототипа является невозможность восстанавливать свою работоспособность при кратковременном пропадании входного напряжения, а также сложность схемного решения устройства запуска.
Для устранения указанных недостатков в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом стабилизатора, 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 пусковую последовательную RC-цепь и первый диод, согласно изобретению введен второй диод, катод которого подключен к точке соединения первого резистора и первого диода, катод которого соединен с выходным выводом, а анод второго диода - с общим выводом, при этом вывод конденсатора подключен к входному выводу 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 - конденсатор;
8, 10 - первый и второй диоды.
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, эмиттер через стабилитрон 3 подсоединен к выходному выводу и через второй резистор 9 - к общему выводу. Кроме того, цепь, состоящую из двух последовательно соединенных диодов 8 и 10, включенную между выходными выводами, пусковую последовательную RC-цепь из конденсатора 7 и первого резистора 6, одним выводом подключенную к точке соединения первого 8 и второго 10 диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора.
Предлагаемый стабилизатор 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 УПТ 2 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, т.е. расширяется область применения предлагаемого стабилизатора.