c\ Opij wydano drukie 31 grudnia 12S Ui w u iatentowego] POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46952 KI. 21 a4, 35/14 KI. internat. H 02 m Instytut Elektrotechniki*) Warszawa, Polska Tranzystorowo-diodowystabilizator napiecia stalego o wysokiej stabilnosci i duzej sprawnosci Patent trwa od dnia 12 lipca 1962 r.Wynalazek znajduje zastosowanie w ukladach miernictwa elektrycznego i ukladach automa¬ tyki, umozliwia realizacje zródla napiecia sta¬ lego o duzej stabilnosci (0,1 + 0,2%), za pomoca którego mozna otrzymac stabilna wartosc od¬ niesienia lub stabilny sygnal wartosci zadanej.Uklady miernictwa elektrycznego i automaty¬ ki potrzebuja zródla napieciowe o podanej sta¬ bilnosci, dostarczajace moc w granicach od ok. 10—2W do 101W. Do realizacji takich zródel wspólczesna technika stosuje pólprzewodnikowe diody stabilizujace typu Zenera. Uzyskanie wy¬ maganej stabilnosci przy wykorzystaniu takich diod natrafia na duze trudnosci ze wzgledu na niepomijalna opornosc dynamiczna diody a tak- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest mgr inz, Jacek Korytkowski, ze ze wzgledu na zmieniajaca sie wartosc tej opornosci w zaleznosci od czasu trwania cyklu zmian pradu diody. Obie te przyczyny powodu¬ ja powszechnosc rozwiazan konstrukcyjnych, stosujacych co najmniej dwustopniowa diodowa stabilizacje napiecia, której wada jest mala sprawnosc energetyczna calego ukladu, oraz du¬ za ilosc elementów stabilizujacych i ich suma¬ ryczna moc znamionowa.Uklad dwustopniowego stabilizatora tranzyi- torowo-diodowego, bedacy przedmiotem wyna¬ lazku, moze miec trzykrotnie wieksza sprawnosc energetyczna w stosunku do powszechnie stoso¬ wanego dwustopniowego stabilizatora diodowe¬ go. Uklad podany wykorzystuje diody stabili¬ zujace o mocy znamionowej sumarycznej nawet trzykrotnie mniejszej niz uklady konwencjonal¬ ne, oraz dzieki specjalnemu ukladowi kompen¬ sacji wplywu zmian napiecia zasilajacego za- lpewnia stabilnosc tego samego rzedu lub nawet wieksza.Istota wynalazku jest zastosowanie prostego ukladu wzmacniacza tranzystorowego wspólpra¬ cujacego z dioda stabilizujaca 2 malej mocy usta¬ lajacego punkt pracy wlasciwej diody stabilizu¬ jacej 3 oraz zrealizowanie ukladu kompensacyj¬ nego, dzieki czemu wspólczynnik stabilizacji jest; wiekszy od 102V/V.Fig. 1 przedstawia uklad stabilizatora tranzys- torowo-diodowego zrealizowany jako polaczenie szeregowe wtórnika emiterowego z wlasciwa dioda stabilizacyjna 3 wraz z przykladowym roz¬ wiazaniem ukladu kompensacji zmian napiecia zasilania. Fig. 2 przedstawia uklad stabilizatora zrealizowany jako polaczenie kaskadowe wtór¬ nika emiterowego z dioda 3 wraz z przyklado¬ wym rozwiazaniem ukladu kompensacji. Fig. 3 podaje ogólny sposób realizacji obwodu kom¬ pensacji, który na wyjsciu dostarcza stale na¬ piecie proporcjonalne do napiecia zasilania wlas¬ ciwego stabilizatora 5. Podane na fig. 1 i 2 uklady stabilizatora tranzystorowo-diodowego zawieraja czlon stanowiacy pierwszy stopien stabilizacji zrealizowany w ukladzie tranzysto¬ rowego wtórnika emiterowego 1, którego war¬ tosc pradu wyjsciowego dla ukladu z fig. 1 lub wartosc napiecia wyjsciowego dla ukladu z fig. 2 jest stabilizowana wstepnie na poziomie uzaleznionym od napiecia sterujacego wtórnik, uzyskanego z diody stabilizujacej 2 malej mocy.Drugi czlon stabilizacji stanowi dioda stabiliza¬ cyjna 3 o mocy dostosowanej odpowiednio do mocy odbieranej ze stabilizatora. Uklad z fig. 1 stosuje sie w przypadkach, gdy wymagana jest duza wartosc napiecia stabilizowanego i jest z tego powodu szczególnie korzystny, gdyz war¬ tosc napiecia znamionowego diody 2 nie musi byc wieksza od napiecia wyjsciowego stabiliza¬ tora a nawet moze byc nieco od niego mniejsza.Z tego wynika, ze przy zastosowaniu np. tran¬ zystora o wspólczynniku wzmocnienia równym 10, moc znamionowa diody 2 moze stanowic ok. 10% mocy znamionowej koncowej diody stabi¬ lizujacej 3. Uklad z fig. 2 stosuje sie w przypad¬ kach, gdy wymagana jest niewielka wartosc na¬ piecia stabilizowanego a do dyspozycji sa diody malej mocy (ok. 20% mocy znamionowej diody 3) o wartosci znamionowego napiecia ok. dwu¬ krotnie wiekszej od napiecia koncowej diody 3.Uklad ten zapewnia nieco wieksza stabilnosc niz .uklad poprzedni. Sprawnosc energetyczna obu ukladów dochodzic moze do 30°/o.. Na fig. 1 i 2 podano schematy stabilizato¬ ra wraz z przykladowymi obwodami dostarcza¬ jacymi na wyjscie stabilizatora napiecie kom¬ pensujace wplyw zmian napiecia zasilania.Zasade dzialania kompensacji wyjasnia fig. 3, na której podano schemat blokowy stabilizatora wraz z ogólnym przypadkiem zrealizowania ob¬ wodu kompensacyjnego. Ze wzgledu na niepo- mijalna wartosc opornosci dynamicznej diody 3 oraz nie idealna stabilizacje stopnia pierwszego, ze zmiana napiecia zasilania zmienia sie punkt pracy diody koncowej 3, powodujac odpowied¬ nia zmiane napiecia tej diody. Aby skompenso¬ wac te zmiane do obwodu wyjsciowego wprowa¬ dza sie z odpowiednim znakiem napiecia kom¬ pensujace proporcjonalne do napiecia zasilania.Ze wzgledu na nieco zmieniajaca sie wartosc opornosci dynamicznej diody 3, zaleznej od cza¬ su trwania zmiany pradu diody, nie mozna uzys¬ kac idealnej kompensacji; w krancowym przy¬ padku rozpatrywania skokowych zmian pradu oraz zmian trwajacych minuty uzyskuje sie sta¬ bilnosc napiecia od 0,1% do 0,2%. PL