RU147519U1

RU147519U1 - DC VOLTAGE STABILIZER

Info

Publication number: RU147519U1
Application number: RU2014130780/08U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Бондарь; Мария Сергеевна Жаворонкова
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2014-11-10

Abstract

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, стабилитрон, первый и второй резисторы, резисторы делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор, первый и второй диоды, формирующие цепь, состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами стабилизатора, пусковую последовательную RC-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения, выполненным на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона, через второй резистор, подключен к общему выводу, отличающийся тем, что в устройство введен второй стабилитрон, причем второй стабилитрон однотипный первому стабилитрону и включен встречно первому стабилитрону, катодом - к катоду первого стабилитрона, а анодом - к коллектору регулирующего транзистора.A DC voltage stabilizer containing a control transistor, a direct current amplifier (DC) on a transistor of the opposite type of conductivity, a zener diode, first and second resistors, output voltage divider resistors (third and fourth resistors), a capacitor, first and second diodes forming a circuit consisting of two series-connected first and second diodes, connected between the output terminals of the stabilizer, the starting serial RC circuit from the capacitor and the first resistor, with one output connected connected to the connection point of the first and second diodes, and the other to the input terminal of the stabilizer and the emitter of the control transistor, the collector of which is connected to the output terminal of the stabilizer, and the base is connected to the collector of the transistor UPT, the base of which is connected to the output of the output voltage divider, made on the third and the fourth resistors, and the emitter to which the anode of the zener diode is connected, through the second resistor, is connected to a common output, characterized in that a second zener diode is introduced into the device, the second zener diode the same type of the first zener diode and turned on counter to the first zener diode, the cathode to the cathode of the first zener diode, and the anode to the collector of the regulating transistor.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.The utility model relates to electrical engineering and can be used in sources of secondary power supply of radio equipment.

Уровень техникиState of the art

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий: регулирующий транзистор; транзистор усилителя постоянного тока (УПТ); стабилитрон; два резистора делителя выходного напряжения; первый, второй, третий и четвертый резисторы; конденсатор; диод; пусковой транзистор (авт. свид. SU 1684782, МКИ: G05F 1/569)Known DC voltage stabilizer, comprising: a control transistor; DC amplifier transistor (UPT); zener diode; two resistors of the output voltage divider; first, second, third and fourth resistors; capacitor; diode; starting transistor (auto certificate SU 1684782, MKI: G05F 1/569)

Недостатками данного устройства являются невозможность восстанавливать свою работоспособность при кратковременном пропадании входного напряжения, а также ограниченные функциональные возможности обусловленные:The disadvantages of this device are the inability to restore its performance during short-term loss of input voltage, as well as limited functionality due to:

низкой температурной стабильностью выходного напряжения (узким диапазоном рабочих температур) в случае широкого диапазона выходных напряжений;low temperature stability of the output voltage (narrow range of operating temperatures) in the case of a wide range of output voltages;

узким диапазоном выходных напряжений при высокой температурной стабильности (широком диапазоне рабочих температур).a narrow range of output voltages at high temperature stability (a wide range of operating temperatures).

Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является стабилизатор постоянного напряжения (патент RU №2367000, МПК: G05F 1/56).The closest analogue is the prototype of the claimed technical solution is a constant voltage stabilizer (patent RU No. 2367000, IPC: G05F 1/56).

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу стабилизатора, а коллектором - к выходному выводу стабилизатора, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, коллектор транзистора УПТ соединен с базой регулирующего транзистора, база транзистора УПТ соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер транзистора УПТ, через стабилитрон, подсоединен к выходному выводу и через второй резистор - к общему выводу стабилизатора. Кроме того, цепь, состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами, а так же, пусковую последовательную КС-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора.The stabilizer contains a regulating transistor connected by an emitter to the input terminal of the stabilizer, and a collector to the output terminal of the stabilizer, a DC amplifier on a transistor of the opposite type of conductivity, the collector of the transistor UPT connected to the base of the regulating transistor, the base of the transistor UPT connected to the output of the output voltage divider made on the third and fourth resistors, and the emitter of the transistor UPT, through the zener diode, is connected to the output terminal and through the second resistor to the common water stabilizer. In addition, a circuit consisting of two series-connected first and second diodes connected between the output terminals, as well as a starting serial KS-circuit from a capacitor and a first resistor, is connected to the connection point of the first and second diodes by one output, and the other to stabilizer input.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности обусловленные:The disadvantage of this device is the limited functionality due to:

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели сводится к расширению функциональных возможностей обусловленных обеспечением высокой температурной стабильности выходного напряжения (широкого диапазона рабочих температур) при одновременном расширении диапазона выходных напряжений.The technical result that can be achieved using the proposed utility model is to expand the functionality due to the high temperature stability of the output voltage (wide range of operating temperatures) while expanding the range of output voltages.

Технический результат достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе противоположного типа проводимости, стабилитрон, первый и второй резисторы, резисторы делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор, первый и второй диоды формирующие цепь состоящую из двух последовательно соединенных первого и второго диодов, включенную между выходными выводами стабилизатора, пусковую последовательную RC-цепь из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения первого и второго диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона, через второй резистор подключен к общему выводу, введен второй стабилитрон однотипный первому, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, катодом к катоду первого стабилитрона, а анодом к коллектору регулирующего транзистораThe technical result is achieved by the fact that in a DC voltage stabilizer containing a control transistor, a direct current amplifier (DC) on a transistor of the opposite type of conductivity, a zener diode, first and second resistors, resistors of the output voltage divider (third and fourth resistors), a capacitor, first and second diodes forming a circuit consisting of two series-connected first and second diodes connected between the output terminals of the stabilizer, a starting serial RC circuit from the capacitor and the first resistor, with one output connected to the junction point of the first and second diodes, and the other to the input terminal of the stabilizer and the emitter of the regulating transistor, the collector of which is connected to the output terminal of the stabilizer, and the base is connected to the collector of the transistor UPT, whose base is connected to the output of the output voltage is performed on the third and fourth resistors, and the emitter, to which the zener diode anode is connected, is connected to the common output through the second resistor, the second zener diode of the same type is introduced Wherein the second zener diode is turned on opposite to the first zener diode, the cathode of the first zener diode to the cathode and the anode to the collector of regulating transistor

Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing

На фиг. представлена функциональная схема стабилизатора постоянного напряжения.In FIG. Functional diagram of a DC voltage stabilizer is presented.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий транзистор 1, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе 2 противоположного типа проводимости, первый и второй однотипные стабилитроны 3 и 11, первый и второй резисторы 6 и 9, резисторы 4 и 5 делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор 7, первый и второй диоды 8 и 10.The DC voltage stabilizer contains a control transistor 1, a direct current amplifier (DC) on a transistor 2 of the opposite type of conductivity, the first and second zener diodes of the same type 3 and 11, the first and second resistors 6 and 9, resistors 4 and 5 of the output voltage divider (third and fourth resistors ), a capacitor 7, the first and second diodes 8 and 10.

Последовательно соединенные первый и второй диоды 8 и 10 формируют цепь включенную между выходными выводами стабилизатора, конденсатор 7 и первый резистор 6 формируют пусковую последовательную RC-цепь, одним выводом подключенную к точке соединения первого 8 и второго 10 диодов, а другим - к входному выводу стабилизатора и эмиттеру регулирующего транзистора 1, коллектор которого подключен к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора 2 УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на третьем 4 и четвертом 5 резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона 3, через второй резистор 9, подключен к общему выводу, катод стабилитрона 3 соединен с катодом второго стабилитрона 11, анод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора 1.The series-connected first and second diodes 8 and 10 form a circuit connected between the output terminals of the stabilizer, the capacitor 7 and the first resistor 6 form a starting serial RC circuit, one output connected to the connection point of the first 8 and second 10 diodes, and the other to the input terminal of the stabilizer and the emitter of the control transistor 1, the collector of which is connected to the output terminal of the stabilizer, and the base is connected to the collector of the transistor 2 UPT, the base of which is connected to the output of the output voltage divider nom the third 4 and fourth 5 resistors, and an emitter connected to the anode of the zener diode 3, via the second resistor 9 is connected to the common terminal, the cathode of the zener diode 3 is connected to the cathode of the second zener diode 11, the anode of which is connected to the collector of regulating transistor 1.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.The DC voltage stabilizer operates as follows.

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 2 УПТ 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.When an input voltage is applied to the input of the stabilizer, the capacitor 7 is charged through the first resistor 6 and the first diode 8, and a voltage appears at the output of the stabilizer, after which the control transistor 1 and transistor 2 of the CTF open. From this moment, the stabilizer feedback circuit comes into operation, maintaining the rated voltage at the output. The first diode 8 attenuates the variable component of the input voltage, and the second diode 10 accelerates the discharge process of the capacitor 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.At short intervals of loss of input voltage, the capacitor 7 through the second diode 10 is connected to the input terminals and supports the input voltage, and for longer voltage dips, it is discharged due to the operation of the stabilizer itself. This provides a fast discharge of the capacitor 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.Thus, the start of the stabilizer occurs regardless of the length of the time interval during which there is no input voltage, i.e. its automatic start is provided in case of sudden loss of input voltage and its repeated occurrence, which makes it possible to use the proposed stabilizer for powering devices that are operated at peripheral facilities without maintenance personnel.

В случае прототипа, приемлемая температурная стабильность выходного напряжения обеспечивается при использовании в качестве стабилитрона 3, стабилитрона с напряжением стабилизации близким к 6 В. Так как лишь в этом случае стабилитроны имеют температурный коэффициент напряжения стабилизации стремящийся к нулю (см. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники», М.: Мир, 1998 г., с. 350). Соответственно, в силу критичности выбора величины сопротивления резистора 9, выходное напряжение стабилизатора может принимать значение незначительно превышающее 6 В. При других напряжениях стабилизации, значительный температурный коэффициент напряжения стабилизации приводит к ограничению диапазона рабочих температур устройства.In the case of the prototype, an acceptable temperature stability of the output voltage is ensured when using a Zener diode 3, a zener diode with a stabilization voltage close to 6 V. Since only in this case the zener diodes have a temperature coefficient of stabilization voltage tending to zero (see P. Horowitz, U. Hill. "The Art of Circuit Engineering", Moscow: Mir, 1998, p. 350). Accordingly, due to the criticality of the choice of the resistance value of the resistor 9, the output voltage of the stabilizer can take a value slightly greater than 6 V. At other stabilization voltages, a significant temperature coefficient of the stabilization voltage leads to a limitation of the operating temperature range of the device.

Использование в качестве стабилитрона 3 лавинного стабилитрона, то есть стабилитрона с напряжением стабилизации более 6 В, характеризуемого положительным коэффициентом напряжения стабилизации (см. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники», М.: Мир, 1998 г., с. 351), и стабилитрона 11, однотипного стабилитрону 3, но включенного ему встречно (в прямом направлении), а значит характеризуемого отрицательным коэффициентом напряжения стабилизации (см. Китаев В.Е., Бокуняев А.А., Колканов М.Ф. «Электропитание устройств связи», М.: Связь, 1975 г., с. 184), обеспечивает взаимную компенсацию коэффициентов напряжения стабилизации стабилитронов 3, 11, а значит и расширение диапазона рабочих температур устройства, что существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения.Use as a zener diode 3 avalanche zener diodes, that is, a zener diode with a stabilization voltage of more than 6 V, characterized by a positive coefficient of stabilization voltage (see P. Horowitz, W. Hill. "The Art of Circuit Engineering", Moscow: Mir, 1998, p. 351), and Zener diode 11, of the same type as Zener diode 3, but turned on in the opposite direction (in the forward direction), and therefore characterized by a negative stabilization voltage coefficient (see Kitaev V.E., Bokunyaev A.A., Kolkanov M.F. “Power supply communication devices ", M .: Communication, 1975, S. 184), providing Mutual compensation of the stabilization voltage coefficients of the Zener diodes 3, 11, and hence the expansion of the operating temperature range of the device, which significantly expands the functionality of the proposed DC voltage stabilizer.

Claims

A DC voltage stabilizer containing a control transistor, a direct current amplifier (DC) on a transistor of the opposite type of conductivity, a zener diode, first and second resistors, output voltage divider resistors (third and fourth resistors), a capacitor, first and second diodes forming a circuit consisting of two series-connected first and second diodes, connected between the output terminals of the stabilizer, the starting serial RC circuit from the capacitor and the first resistor, with one output connected connected to the connection point of the first and second diodes, and the other to the input terminal of the stabilizer and the emitter of the control transistor, the collector of which is connected to the output terminal of the stabilizer, and the base is connected to the collector of the transistor UPT, the base of which is connected to the output of the output voltage divider, made on the third and the fourth resistors, and the emitter to which the anode of the zener diode is connected, through the second resistor, is connected to a common output, characterized in that a second zener diode is inserted into the device, the second zener diode the same type of the first zener diode and turned on counter to the first zener diode, the cathode to the cathode of the first zener diode, and the anode to the collector of the regulating transistor.