Стабилизатор тока
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К, АВТОРСКОМУ СВКДЕТВЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
CCCP ню двлам нзабретекнй н открытНИ йриорнтет— Опубликовано 07..10.82. Бюллетень М 37 (53) УДК 621.316. .722.1(088.8) .Дата опубликования описания 07 10 82 1 к Ф цтса у В. И. Анисимов, M. В. Капитонов, Н. Н. Прокопенко „атс т, и 10. М; Соколов (1: н,не 4+;г, . Ыьлт; 1. °,, Ленинградский ордена Ленина электротехнический инстйтут— им. В.И; Ульянова (Ленина) и Шахтинский технологический . институт. бь|тового обслуживания (72} Авторы изобретения (71) Заявители (54) СТАБИЛИЗАТОР ТОКА пот,= нотр + la i Изобретение относится к стабилизированным источникам электропитания. Известен. стабилизатор тока, выполнениый на основе .двух отражателей тока -так, что вход и выход одного из них cîåäèíeíû соответственно с выходом и входом другого (1 1. Недостатком стабилизатора является низкая надежность включения на заданный режим. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор тока, содержащий первый отражатель тока, выход которого соединен с входом второго отражателя тока, первый и второй двухполюсники цепи -запуска стабилизатора, имеющие общую точку f23. Однако известный стабилизатор имеет сравнительно высокий ток потребления и ограниченные функциональ ные возможн сти. Ток потребления известного стабилизатора складывается из двух сла гаемых где нотр — ток последовательно включенных отражателей тока; lg — ток цепи запуска. Так как первый двухполюсник, резистор R применяемый для установления режима цепи запуска, не может быть высокоомным из-за ограничений полупроводниковой технологии, то ток Зртр часто во много раз превышает ток. Последнее отрицательно сказывается на токе потребления всего известного устройства. Известное устройство не может непосредственно использоваться как двухполюсник, стабилизирующий ток в некоторой нагрузке. Это объясняется тем, что цепь запуска, обладающая сравнительно малым динамическим сопротивлеРассмотрим более подробно работу стабилизатора (фиг. 7). При включении питания Е„ токи i и 1 равны нулю, а ток 1„о через диод 10, являющийся током стабилитронов 25 и. 26 и диода 27, определяется по формуле 3 964600 йием, шунтирует отражатели тока, име-. ющие большое динамическое сопротйвление. В результате общее выходное сопротивление.устройства оказывается небольшим, что не позволяет использовать известный стабилизатор, например, в стабилизаторах переменного тока, дельта-модуляторах. Целью изобретения является уменьшение тока потребления и расширение to функциональных возможностей.. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе тока первый двухполюсник включен между выходом второ- . го и входом первого отражателей тока, 15 а выход второго отражателя тока соединен с выходом первого отражателя тока через второй двухполюсник цепи запуска. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг; 2-5 - частные случаи выполнения двухполюсников цепи запуска стабилизатора; на фиг. 6 и 7 примеры предлагаемых схем стаби- 25 лизаторов; на фиг. 8 — пример использования предлагаемого и известного устройств в схеме стабилизатора переменного тока. Стабилизатор содержит первый отражатель 1 тока, выход 2 кото@ого соединен с входом 3 второго отражателя 4 тока. Между выходом 5 отражателя 4 тока и входом 6 отражателя .1 тока включен первый двухполюсник 7 . 35 цепи запуска стабилизатора, имеющий выводы 8 и 9. Выход 5 соединен, с входом 2 через второй двухполюсник 10 цепи запуска, имеющий выводы 11 и 12. В частном случае (фиг. 1) отра40 жатели 1 и 4 тока выполнены на основе транзисторов 13-16 и резистора 17. Некоторые варианты выполнения двухполюсника 7 показаны на фиг. 2 и 3 (элементы 18-20), а двухполюсника 10 - на фиг. 4 и 5 (элементы 21-23 45 На фиг. 6 двухполюсник 7 содержит резистор, а двухполюсник 10 — транзистор, работающий в режиме обратимо-. го пробоя эмиттерно-базового перехо50 да. Отражатели тока стабилизатора (фиг. 7) включают элементы 13, 14, 17, 24 и 15, 25-28. Напряжение на базе транзистора 15 может служить напряжением для питания базовой цепи вспомогательного источника тока на транзисторе 29 и резисторе 30» Данный источник тока может устанавливать 4 режим, например, дифференциального каскада. На фиг. 8 стабилизатор 31.тока (узлы 32 и 33) включен s диагональ моста на диодах 34-37. Для сравнения на фиг. 8 пунктиром показана цепь запуска известного устройства (резистор 38, диоды 39-41). Схема (фиг. 8) может применяться для стабилизации переменного тока .в нагрузке. Устройство работает следующим образом. Если на стабилизатор подается напряжение питания Е„ то в первый момент времени t выходные токи отражателей 1 и 4 равны нулю. В момент времени tz практически все напряжение питания Е„прикладывается к двухполюсникам 7 и 10, что обуславливает появление тока в цепи: резистор 17 — транзистор 13 - двухполюсник 7 — двухполюсник 10 - транзистор 16. Это приводит к запуску, т. е. к выходу на рабочий режим отражателей 1 и 4 тока, увеличению тока ig до номинального значения, уменьшению напряжения на двухполюснике 10 за счет увеличения падения напряжения на двухполюснике 7 и уменьшению до нуля тока 1„ через двухполюсник 10. Ток i<< уменьшается до нуля благодаря нелинейной вольт-амперной характеристике двухполюсника 10. Таким образом, двухполюсник 10 включается в работу только на время переходного процесса, а затем, после установления режима стабилизатора, обесточивается и не влияет на его работу. В качестве двухполюсника 10 можно использовать стабилитроны, диоды или их последовательное соединение (фиг. 4 и 5). Вместо двухполюсника 7 следует применять резисторы (фиг. 3) или последовательное соединение резистора и стабилитрона (фиг. 2). -а я - R >> + отр 3/» А1 4 Отр р +p = R>, (f) A. oTP *38 ° где Й, отр — динамическое сопротивление последовательно включенных отражателей тока; — динамическое сопротивле" ние первого двухполюсника цепи запуска известнсго стабилизатора. (4) 011 (012 У где 30.Un. = U2S+ О2Ь+ С учетом (4) и (5) получаем Е - U15 (R + Й„„)3 < U2g+ U2 + U2g(6) Так, если принять Е„= 20В, U2 = 7В, 027 U = 200 Ом, то при заданном установившемся токе 3 5 = 500 мкА сопротивление резистора двухполюсника 7 должно быть не менее 10 кОм. Формула изобретения Стабилизатор тока, содержащий первый отражатель тока, выход которого соединен с входом второго отражателя тока, первый и второй двухполюсники цепи запуска стабилизатора, имеющие. общую точку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения тока потребления и расширения функциональных возможностей, первый двухполюсник включен между выходом второго и входом первого отражателей тока, а выход второго отражателя тока соединен с выходом первого отражателя тока через второй двухполюсник цепи запуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Патент Японии У:53-27461, кл. G 05 F I/56, 1978. 2. Патент ФРГ N 2455080, кл. G 05 F 1/56, 1978; Если отражатели 1 и 4 тока выполнены no схемам, которые отличаются от схем, приведенных на фиг. 7, а вместо двухполюсника 10 применяется стабилитрон; то условия выключения двухполюсника 10 после окончания переходного процесса могут быть получены по аналогии с неравенством (:4). Во всех практических случаях активное сопротивление двухполюсника 7 стабилизатора (фиг. 1) лежит в пределах 1-15 кОм. 964600 6 . где 025, 02ь, 02т, Use — напРяжения на Стабилизатор.(фиг. 1) может слуэлементах 25, 26, 27, 13. жить основой для построения источни- Й„, R — сопротивления резисторов ков опорного напряжения аналогово17 и 7. цифровых преобразователей, компаратоПод действием тока,11 = i3 стаби- ров, вторичных источников питания. .литроны 25 и 26 выходят в область Так, например; напряжение Оо в схепробоя, что обуславливает появление е (фиг. 7) может использоваться как коллекторного тока iz транзистора 15, опорное напряжение для вспомогатель-. ного стабилизатора тока на транзисц /Й (3) 10 торе 29.Предлагаемый стабилизатор, в отличйе от известного, является где R28 — сопротивление резистора 28. двухполюсником с большим внутренним Так как напряжение на стабилитро- динамическим сопротивлением. Это позне: 26 не изменяется. в широком диапа- воляет использовать. его в схемах зоне изменения тока f, то из выраже- д стабилизатора переменного тока ния (3) следует, что ток ig после (фиг. 8), дельта-модуляторах и т. д, пробоя стабилитронов 25 и 26 будет Так как в данном стабилизаторе ис.постоянен. Под действием тока i5 по- .ключается параллельная цепь запуска. тенциал анода-диода 10 становится (38-41), то он, в отличие от известменьше потенциала узла 12. В резуль- о ного устройства, может потреблять в тате. диод 10 запирается и перестает 1,5-5 раз меньший ток 3 пот. влиять на работу стабилизатора. По- Кроме этого, эквивалентное динаследнее возможно, если параметры мическое сопротивление устройства ,элементов схемы (фиг. 7) и координа- R> как правило, в 5-20 раз больше ты установившегося статического ре- gg дийамического сопротивления R* стажима удовлетворяют неравенство билизатора 2. *2 964600 Составитель В. Есин Техред Л. Пекарь Корректор Ю.Иакаренко Редактор Н. Лазаренко Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7628/27 Тираж 914 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
