Стабилизатор постоянного потребляемого тока
Авторы патента:
Область использования: в источниках электропитания. Сущность: устройство содержит эталонный резистивный элемент на резисторах, регулирующий элемент, подключенный к выходным выводам, усилитель постоянного тока на транзисторах, включенных по схеме несимметричного дифференциального усилителя, и транзисторную сборку на однотипных транзисторах с резисторами в коллекторных цепях. Устройство обладает высоким КПД и малыми искажениями. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания.
Известен стабилизатор тока, содержащий две ветви, каждая из которых содержит по два транзистора, включенных в цепь последовательно. Две ветви соединяются между собой входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с базами транзисторов ветвей, содержащих, кроме транзисторов, последовательно включенные сопротивления [1]. Недостатком известного устройства является низкий КПД, так как в качестве эталонного напряжения используется величина, снимаемая с одного из резисторов достаточно высокого сопротивления при малом токе нагрузки. Наиболее близким по технической сущности является стабилизатор постоянного тока, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между собой шиной и первым выводом эталонного резистивного элемента, измерительно-усилительный элемент на усилителе постоянного тока, выходом соединенном с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, нагрузочный элемент [2]. Недостатком известного устройства является низкий КПД, так как эталонное напряжение должно быть достаточно велико, особенно это сказывается при значительных токах нагрузки и низковольтном выходе. Целью изобретения является повышение КПД стабилизатора путем резкого уменьшения величины эталонного сопротивления и напряжения на нем. Цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного потребляемого тока, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между общей шиной и первым выводом эталонного резистивного элемента, измерительно-усилительный элемент на усилителе постоянного тока, выходом соединенном с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, нагрузочный резистор, введена сборка из трех однотипных транзисторов с резисторами в коллекторных цепях, свободными выводами подключенными к общей шине, эталонный резистивный элемент выполнен на двух последовательно соединенных резисторах, свободный вывод первого из которых использован в качестве второго вывода эталонного резистивного элемента и подключен к точке соединения вывода для подключения источника постоянного питающего напряжения с эмиттером первого транзистора сборки, точка соединения резисторов эталонного резистивного элемента подключена к эмиттеру второго транзистора сборки, свободный вывод второго резистора эталонного резистивного элемента использован в качестве первого вывода эталонного резистивного элемента и соединен с эмиттером третьего транзистора сборки и с одним из выводов для подключения нагрузки, другой вывод для подключения нагрузки соединен с общей шиной, а усилитель постоянного тока выполнен на несимметричном дифференциальном усилителе, один из входов которого подключен к коллектору первого транзистора сборки, а другой - к коллектору третьего транзистора сборки, при этом базы всех транзисторов и коллектор второго транзистора сборки соединены между собой. Сравнительный анализ с прототипом показывает, что устройство отличается наличием новых блоков с их связями с остальными узлами и элементами схемы. Таким образом оно является новым, так как оно не известно из уровня техники. Сравнение описываемого устройства с другими техническими решениями показывает, что при введении новых узлов с указанными связями с остальными элементами появляются новые свойства, такие как улучшенные энергетические характеристики, в частности повышенный КПД. Это позволяет сделать вывод о том, что техническое решение имеет изобретательский уровень. На чертеже представлена схема стабилизатора постоянного потребляемого тока. Стабилизатор содержит эталонный резистивный элемент, выполненный на двух последовательно соединенных резисторах 1 и 2, свободный вывод резистора 1 использован в качестве второго вывода эталонного резистивного элемента и подключен к одному из выводов источника постоянного питающего напряжения, свободный вывод резистора 2 - к одному из выводов транзисторного регулирующего элемента 3 и нагрузки 4, вторые выводы которых подключены к общей шине, усилитель постоянного тока выполнен на несимметричном дифференциальном усилителе на транзисторах 5 и 6, соединенных эмиттерами между собой и через резистор 7 подключенных к точке соединения резистора 2 и нагрузки 4. В коллекторе транзистора 5 установлен резистор 8, являющийся выходом усилителя и управляющим входом для регулирующего элемента 3. Входы дифференциального усилителя подключены к транзисторной сборке 9 из трех однотипных транзисторов 10 - 12, причем один вход подключен к коллектору первого транзистора 10 сборки, другой - к коллектору третьего транзистора 12, базы всех трех транзисторов соединены между собой, коллекторы каждого из транзисторов подключены соответственно к резисторам 13 - 15, свободные выводы которых соединены с общей шиной. Устройство работает следующим образом. В качестве источника опорного напряжения используется напряжение на резисторе 13, в качестве изменяющегося сигнала - напряжение на резисторе 15. Оба эти напряжения подаются на дифференциальные входы усилителя постоянного тока на транзисторах 5 и 6. При увеличении тока нагрузки увеличивается напряжение на эталонном резистивном элементе, т.е. на его частях-резисторах 1 и 2, увеличивается напряжение на резисторе 15, при этом увеличивается напряжение и на резисторе 13. Увеличение входного сигнала транзистора 6 ведет к увеличению тока коллектора через него, т.е. к уменьшению тока через транзистор 5, напряжение на элементе 8 уменьшается. Так как оно является напряжением входного сигнала регулирующего элемента 3, то сопротивление коллектор-эмиттер его увеличивается, ток через регулирующий элемент уменьшается, компенсируя первоначальное увеличение тока через эталонный элемент 1 - 2. При уменьшении тока стабилизации устройство работает в противофазе с описанным выше. При этом на каждом из резисторов эталонное напряжение в рабочем режиме не превышает 10 - 15 мВ, в то время как минимальный уровень входного сигнала для биполярных транзисторов в усилительном режиме составляет 200 и более мВ. Таким образом, описываемое устройство обладает значительно более высоким КПД по сравнению с прототипом и, кроме того, обеспечивает непосредственную передачу входного напряжения на выход практически без искажений, т. е. в пределах коэффициента стабилизации по напряжению даже для низковольтных нагрузок.Формула изобретения
СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ПОТРЕБЛЯЕМОГО ТОКА, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между общей шиной и первым выводом эталонного резистивного элемента, измерительно-усилительный элемент на усилителе постоянного тока, выходом соединенном с управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, нагрузочный элемент, отличающийся тем, что в него введена сборка из трех однотипных транзисторов с резисторами в коллекторных цепях, свободными выводами подключенными к общей шине, эталонный резистивный элемент выполнен на двух последовательно включенных резисторах, свободный вывод первого из которых использован в качестве второго вывода эталонного резистивного элемента и подключен к точке соединения вывода для подключения источника постоянного питающего напряжения с эмиттером первого транзистора сборки, точка соединения резисторов эталонного резистивного элемента подключена к эмиттеру второго транзистора сборки, свободный вывод второго резистора эталонного резистивного элемента использован в качестве первого вывода эталонного резистивного элемента и соединен с эмиттером третьего транзистора сборки и с одним из выводов для подключения нагрузки, другой вывод для подключения нагрузки соединен с общей шиной, а усилитель постоянного тока выполнен на несимметричном дифференциальном усилителе, один из входов которого подключен к коллектору первого транзистора сборки, а другой - к коллектору третьего транзистора сборки, при этом базы всех транзисторов и коллекторов второго транзистора сборки соединены между собой.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Импульсный стабилизатор напряжения // 1778755
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры и средств связи
Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть применено при разработке импульсных вторичных источников
Изобретение относится к электронной технике
Источник опорного напряжения // 1474621
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры
Изобретение относится к области электротехники и может быть исполь- .зовано для построения стабилизированных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания
Источник эталонного напряжения // 1328810
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в радиоэлектронике, электротехнике и приборостроении
Способ питания нагрузки от солнечной батареи // 2279705
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовой преобразовательной технике, а именно для управления автономными инверторами, включенными параллельно на общую нагрузку
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах бесперебойного питания переменного тока, автоматики и измерительной техники. Технический результат - повышение надежности системы бесперебойного питания с выходом на переменном токе и ее масштабируемости. В способе управления используют одинаковые модули, переключаемые в цепях управления в режим ведущего либо в режим ведомого модуля, при этом в ведущем модуле используют дополнительную обратную связь по току конденсаторов выходных фильтров модулей. При аварии любого из модулей его отключают от нагрузки и первичной электросети, а режим работы каждого модуля, если необходимо, изменяют с помощью переключателей. Для перевода ведомого модуля в режим работы ведущего на его вход подают сигнал, который получают посредством переключения входной цепи с задающего сигнала тока на сигнал напряжения синусоидальной формы, из которого вычитают подключаемый сигнал главной обратной связи по напряжению и суммарный сигнал тока конденсаторов выходных фильтров модулей. Одновременно на общую управляющую шину выходного тока ведущего модуля подключают сигнал тока этого модуля. Дополнительный модуль при вводе в источник бесперебойного питания сначала устанавливают в режим ведущего модуля, затем переводят в режим ведомого. 3 ил.
Способ питания нагрузки от солнечной батареи // 2550360
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного тока с нелинейными параметрами в альтернативных источниках энергии. Технический результат - повышение количества энергии, отбираемой от солнечной батареи, В способе питания нагрузки от солнечной батареи использован преобразователь повышающего типа, в котором коммутацию ключевых элементов осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, измеряют выходную характеристику преобразователя и формируют управляющий сигнал, эквивалентный коэффициенту заполнения силового ключа. 2 ил.
Стабилизатор постоянного напряжения // 2564106
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Технический результат - повышение надежности. Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий полевой транзистор, затвор которого шунтирован параллельной цепью из обратно включенного первого диода и первого резистора, а сток подключен к точке соединения анода переключающего диода и первого вывода дросселя, второй вывод которого подсоединен к первому входному выводу, соединенному через входной конденсатор со вторым входным выводом, объединенным с истоком регулирующего полевого транзистора и первым выходным выводом, соединенным через выходной конденсатор с точкой соединения катода переключающего диода, второго выходного вывода и первого вывода выходного делителя напряжения, второй вывод которого подсоединен к первому выходному выводу, а средняя точка - к измерительному входу блока управления, общий вывод которого подключен к первому выходному выводу, эмиттерный повторитель, выходной вывод которого подсоединен к первому выводу второго резистора. Особенностью схемы является то, что введен разделительный конденсатор, включенный между вторым выводом второго резистора и затвором полевого транзистора, первый транзистор с нагрузочным резистором в цепи коллектора и дополнительный конденсатор, включенный между выводами коллектора и эмиттера первого транзистора, база которого подключена к выходному выводу блока управления, эмиттер - к первому выходному выводу, а коллектор - к входному выводу эмиттерного повторителя. При этом в предложенном устройстве блок управления, например, может состоять из генератора импульсов, выход которого подключен к входу формирователя пилообразного напряжения и к первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения, а третий вход - к выходу усилителя обратной связи, первый вход которого подсоединен к входному выводу блока управления, а второй вход - к выходу опорного элемента. В рабочем режиме при большой скважности управляющего напряжения на затворе полевого транзистора (малых длительностях отпирающих импульсов) благодаря введению дополнительного конденсатора регулирующий полевой транзистор начинает работать в линейном режиме, ограничивая уменьшение длительности управляющего напряжения, что предотвращает потерю устойчивости регулирования стабилизатором постоянного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Стабилизатор постоянного напряжения // 2628763
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Цель - повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения. В устройство, содержащее регулирующий полевой транзистор, переключающий диод, дроссель, вывод которого подсоединен к входному выводу, конденсатор входного фильтра, конденсатор выходного фильтра, выходной делитель напряжения, включенный между выходными выводами, а его средняя точка подсоединена к измерительному входу блока управления, выход которого подсоединен к базе первого транзистора, параллельно которому включен первый конденсатор, эмиттерный повторитель, соединенный через последовательную RC-цепь с затвором регулирующего полевого транзистора, согласно изобретению введен второй транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены параллельно коллектору и эмиттеру первого транзистора, а база - ко второму выходному выводу блока управления, образованному выходным выводом расширителя импульсов, вход которого подключен к выходу генератора импульсов. Расширитель импульсов выполнен на основе логической схемы И. Усилитель обратной связи выполнен по схеме дифференциального усилителя. Это позволило добиться инвариантности выходного напряжения стабилизатора и тем самым повысить надежность функционирования системы стабилизации выходного напряжения при воздействии значительных скачкообразных колебаний входного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
