CS263528B1 - Dvojitý napájecí zdroj se stabilizací napájecího proudu pro operační zesilovače - Google Patents

Abstract

Je řešeno víceúčelovó zařízení k napájení^spotřebičů konstantním proudem a zároveň k vytvoření dvojitého stabilizovaného napájecího zdroje včetně Indikace stavu vybití napájecí baterie. Napájecí zdroj ja tvořen regulačním tranzistorem, napájeným do báze zesilovacím tranzistorem, jehož emitor je spojen se společnou svorkou a báze s běžcem potenciometru. Jeden konec potenciometru je přes první rezistor spojen s kolektorem regulačního tranzistoru a s první napájecí svorkou, druhý kcnec je přes druhy rezistor spojen s drahou napájecí svorkou propojenou s druhou vstupní svorkou. První vstupní svorka je spojena s emitorem regulačního tranzistoru a přes startovací rezistor s jeho bází. Mezi první napájecí svorkou a společnou svorkou je zapojena sériová kombinace nejméně dvou„ diod v prostupném směru, z nichž alespoň jedna je luminiscenční. Mezi společnou svorkou a druhou napájecí svorkou je zapojena sériová kombinace dvojpólu a tenzometrického můstku.

Description

(54) Dvojitý napájecí zdroj se stabilizací napájecího proudu pro operační zesilovače

Je řešeno víceúčelovó zařízení k napájení ^spotřebičů konstantním proudem a zároveň k vytvoření dvojitého stabilizovaného napájecího zdroje včetně Indikace stavu vybití napájecí baterie. Napájecí zdroj ja tvořen regulačním tranzistorem, napájeným do báze zesilovacím tranzistorem, jehož emitor je spojen se společnou svorkou a báze s běžcem potenciometru. Jeden konec potenciometru je přes první rezistor spojen s kolektorem regulačního tranzistoru a s první napájecí svorkou, druhý kcnec je přes druhy rezistor spojen s drahou napájecí svorkou propojenou s druhou vstupní svorkou. První vstupní svorka je spojena s emitorem regulačního tranzistoru a přes startovací rezistor s jeho bází. Mezi první napájecí svorkou a společnou svorkou je zapojena sériová kombinace nejméně dvou„ diod v prostupném směru, z nichž alespoň jedna je luminiscenční. Mezi společnou svorkou a druhou napájecí svorkou je zapojena sériová kombinace dvojpólu a tenzometrického můstku.

263 520

Vynález se týká obvodového řešení víceúčelového zařízení k napájení spotřebiče konstantním proudem a zároveň k vytvoření dvojitého stabilizovaného napájecího zdroje se společným uzlem, jakož i světelné indikace stavu vybití napájecí baterie»

Dosavadní známá řešení tohoto problému vyžadují samostatný stabilizovaný zdroj konstrantního proudu nebo napětí pro napájení tenzometrického snímače a dvojitý napájecí zdroj napětí se společným, uzemněným, uzlem, tvořený obvykle dvěma bateriemi, případně složitým elektronickým zdrojem pracujícím na principu napěťového měniče. Takové zařízení má vedle složitosti i vyšší spotřebu elektrické energie, což je u bateriových přenosných přístrojů nežádoucí s ohledem na velikost baterií a potřebnou pracovní dobu jedné náplně.

Výše uvedené nedostatky z velké části odstraňuje dvojitý napájecí zdroj se stabilizací napájecího proudu pro operační zesilovače podle vynálezu. Tento zdroj je tvořen regulačním tranzistorem, napájeným do báze zesilovacím tranzistorem. Zesilovací tranzistor má emitor spojen se společnou svorkou a bázi má spojenou s běžcem potenciometru. Jeden konec potenciometru je přes první rezistor spojen s kolektorem regulačního tranzistoru a s první napájecí svorkou. Druhý konec.potenciometru je přes druhý rezistor spojen s druhou napájecí svorkou, která je propojena s druhou vstupní svorkou. První vstupní svorka je spojena s emitorem regulačního tranzistoru a přes startovací rezistor s jeho bází. Podstatou vynálezu-je, že meziprvní napájecí svorkou a společnou svorkou je zapojena sériová kombinace nejméně dvou diod, z nichž alespoň jedna je luminiscenční. Mezi společnou svorkou a druhou napájecí svorkou je zapojené sériová kom2

265 528 binace dvojpólu a tenzometrického můstku. Dvojpól může být tvořen rezistorem nebo teplotně závislým rezistorem nebo sériově paralelní kombinací tří rezistorů, z nichž jeden je teplotně závislý. Tenzometrický můstek může být vytvořen též jako polomůstek, tedy ze dvou tenzometrů a dvou stabilních rezistorů.

Zlepšení vlastností je dosaženo sdružením jednotlivých obvodů do jediného, splňujícího více funkcí současně. Vyšší účinek spočívá v tom, že známý obvod, sloužící k vytvoření dvojitého napájecího zdroje z jediné napájecí baterie, je využíván současně k napájení tenzometrického můstku, který by jinak musel mít samostatný proudový zdroj. Navíc je jako referenční prevek použita luminiscenční dioda, která svým světlem signalizuje stav vybití baterie, čímž odpadne k tomu účelu dosud používaný indikační obvod. Je-li použit teplotně závislý dvojpól, je v zařízení kompenzována teplotní závislost citlivosti polovodičových tenzometrů tenzometrického můstku. V případě, že není požadována vysoká citlivost můstku, je z ekonomických důvodů výhodné použít zapojení polomůstku se dvěma tenzometry a dvěma stabilními odpory.

Příklad zapojení dvojitého napájecího zdroje se stabilizací napájecího proudu podle vynálezu je uveden na přiloženém výkrese.

zesilovacím tra pojujícímu stasériovým rezis4, kt'-rá vy tvá

Regulační tranzistor Τχ je napájen do báze zistorem Tg, který je emitorem připojen k uzlu s bilizační diodu Dg ^a dvojpól R5, tvořený třetím torem. Tento uzel je spojen se společnou svorkou ří umělý střed dvou napětí r a ’ n í c h z e a i 1 o v a č ů, př i č e m

první n určených-pre napájení upepájecí svorka 3 je v tomto případě kladná a druhá napájecí svorka 5 záporná vzhledem ke společné svorce 4. Druhý pól stabilizační diody Dg je spojen s kladnou první napájecí svorkou 3 přes luminiscenční diodu Βχ a druhý pól sériového třetího rezistoru, tedy dvoj pólu R5, je spojen s druhou zápornou napájecí svorkou 5 přes tenzometrický můstek Ϊ1. Báze zesilovacího tranzistoru Tg je spojena s jezdcem

263 528 nastavovacího potenciometrů P, který je svým jedním koncem připojen k první kladné napájecí «vorce 3 pres první rezistor a svým druhým koncem je připojen k druhé záporné napájecí svorce 2 přes druhý rezistor R?. 1’azi vstupní svorku 1 a uzel, spojující bázi regulačního tranzistoru Ti a kolektor zesilovacího tranzistoru Τ2» je připojen startovací rezistor R4. Napájecí baterie o napětí Ux se připojuje mezi vstupní svorky 1 a 2_.

Dvojitý' napájecí zdroj se stabilizací napájecího proudu podle vynálezu pracuje tak, že se startovacím rezistorem R4 spo lehlivě uvede zařízení do provozu po připojení zdroje napětí Uj Napětí Ui napájecího zdroje se rozdělí na tři úbytky, a to na napětí U3 jako úbytek na rezistanci mezi společnou svorkou 4 a druhou napájecí svorkou jj, aa napětí U2 jako úbytek na vnitřní rezistanci sériově spojených diod Dx, D2 mezi první napájecí svorkou 3 a společnou svorkou 4 a na úbytek napětí na vnitřní rezistanci regulačního tranzistoru Τχ. Při tom musí být splněn požadavek, aby úbytky napětí U₂ a U5 byly stálé, čímž je stálý i proud, vytvářející tyto oba dva úbytky. Změny napájecího napětí, způsobené vybíjením baterií, musí být tedy vyrovnány proměnným úbytkem na regulačním tranzistoru Τχ, jehož vnitřní rezistance je řízena kolektorovým proudem zesilovacího tranzistoru T2 který je způsoben příslušným napětím mezi bází a emitorem tohoto regulačního tranzistoru Τχ. V případě, že poklesne napětí Ux, změní se i potenciály uzlů, v nichž jsou připojeny emitor a báze zesilovacího tranzistoru T2· Vlivem nelinearit voltampérové charakteristiky diod Dl, D2 bude pokles potenciálu na emitoru větší než na bázi, a tím se zvýší kolektorový proud zesilovacího tranzistoru T2 a následně dojde ke zmenšení vnitřní rezistance regulačního tranzistoru Τχ - tedy úbytku napětí na něm - a tak se kompenzuje pokles napětí Ιίχ napájecího zdroje a úbytky napětí U2, U3 zůstávají téměř beze změny. Regulační účinek tohoto obvodu je tím větší, čím je větší zesílení regulačního a zesilovacího tranzistoru Τχ a T2· Stálost úbytků napě tí U2 a U3 je podmíněna stálostí proudu protékajícího diodami Dl, D2> dvojpólem R^ a tenzometrickým můstkem M, který je tímto způsobem napájen stálým proudem. Teplotně závislý dvojpól R5

265 528 slibuží ke Kompenzaci teplotní závislosti citlivosti polovodičových tenzometrů, zapojeným v tenzometrickém můstku M. Luminiscenční dioda, kterou je v tomto konkrétním případě dioda Dj_, slouží zároveň k optické indikaci chodu zařízení.

Vynález byl použit k napájecí elektronických obvodů příruč ního měřiče tahových sil textilních nití, napájeného jedinou baterií 9 V. Referenční zdroj byl vytvořen sériovým spojením luminiscenční diody LQ 1132 a dvou křemíkových diod KA 261. Mezi společnou svorkou 4 a druhou napájecí svorkou 2 byl zapojen poloviční tenzometrický můstek M vytvořený dvěma polovodičovými tenzometry 350 Jl, a dvěma stabilními rezistory TR 161 33O_J1_

V místě dvojpólu R^ byl použit teplotně závislý rezistor 91 J1./25 °C. Napětí U₂ a U5 i 5,1 V byla využívána k napájení čtyř operačních zesilovačů obvodu LM 324 N. Dosažené výsledky ootvrdily předpokládané zvýšení pracovní doby baterie, neboí odběr proudu z ní činil jen 10,2 mA, z čehož 7,2 mA byl proud tenzometrického můstku.

Claims (3)

1. PŘED L·: Š Τ v Y ?i A L E Z U

   1. Dvojitý napájecí zdroj se stabilizací napájecího proudu pro operační zesilovače, kde napájecí zdroj je tvořen regulačním tranzistorem, napájeným do báze zesilovacím tranzistorem, který má emitor spojen se společnou svorkou, bázi má spojenou s běžcem potenciometru, jehož jeden konec je přes první rezistor spojen s kolektorem regulačního tranzistoru a s první napájecí svorkou a druhý jeho konec je přes druhý rezistor spojen s druhou napájecí svorkou propojenou s druhou vstupní svorkou, přičemž první vstupní svorka je spojena s emitorem regulačního tranzistoru a přes startovací rezis-. tor s jeho bází, vyznačující se tím, že mezi první napájecí svorkou /3/ a společnou svorkou /4/ je zapojena sériová kombinace nejméně dvou diod /Di, D2/ v propustném směru, z nichž alespoň jedna je luminiscenční a mezi společnou svorkou /4/ a druhou napájecí svorkou /5/ je zapojena sériová kombinace dvojpólu /Rj/ a tenzometrického můstku /S£/.
2. 2. Dvojitý napájecí zdroj podle bodu 1,vyznačující se tím, že dvojpól /ΙΪ5/ je tvořen čtvrtým rezistorem.

   Dvojitý napájecí zdroj podle bodu 1 vyznačující se tír dvojpól /D5/ je tvořen teplotně závislým rezistorem.

   že

   Dvojitý napájecí zdroj dvojpól /R5/ je tvořen zistorů, z nichž jeden podle bolu 1_;vyznačující se tím, že sériově paralelním spojením tří reje teplotně závislý»
3. 5. Dvojitý na pájecí že tenzometrický dvěma stabilními zdroj podle bodů l.až 4,vyznačující se tím, můstek /2/ je tvořen dvěma tenzometry a rezis tory.