RU149612U1

RU149612U1 - DC VOLTAGE STABILIZER

Info

Publication number: RU149612U1
Application number: RU2014137607/08U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Бондарь; Мария Сергеевна Жаворонкова
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2015-01-10

Abstract

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу, а коллектором - к выходному выводу стабилизатора, усилитель постоянного тока на транзисторе, имеющем противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, база - с выходом делителя выходного напряжения на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона, через второй резистор подключен к общей шине, пусковую цепь, состоящую из двух последовательно соединенных диодов, шунтирующую эмиттерный переход регулирующего транзистора в обратном направлении, последовательную RC-цепь, состоящую из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения диодов, а другим - к общей шине стабилизатора, 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 regulating transistor connected by an emitter to the input terminal and a collector to the output terminal of the stabilizer, a DC amplifier on a transistor having the opposite type of conductivity, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the base - with the output of the output voltage divider 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 bus, a starting circuit consisting of two series connected diodes, shunting the emitter junction of the regulating transistor in the opposite direction, a serial RC circuit consisting of a capacitor and a first resistor, connected to the diode connection point with one output and the stabilizer common bus with the other, characterized in that the second zener diode is inserted into the device, moreover, the second zener diode is of the same type to the first zener diode and is 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 наличие большого числа элементов, выполняющих функцию запуска, что снижает его надежность, а также ограниченные функциональные возможности обусловленные:The disadvantages of this device are the presence of a large number of elements that perform the launch function, which reduces its reliability, 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 №2286592, МПК: G05F 1/569).The closest analogue is the prototype of the claimed technical solution is a constant voltage stabilizer (patent RU No. 2286592, IPC: G05F 1/569).

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу, а коллектором - к выходному выводу стабилизатора, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе, имеющим противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, база - с выходом делителя выходного напряжения на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер через стабилитрон - с выходным выводом и через второй резистор - с общей шиной, пусковую цепь, состоящую из двух последовательно соединенных диодов, шунтирующую эмиттерный переход регулирующего транзистора в обратном направлении, последовательную RC-цепь, состоящую из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения диодов, а другим - к общей шине стабилизатораThe stabilizer contains a regulating transistor connected by an emitter to the input terminal, and a collector to the output terminal of the stabilizer, a DC amplifier on a transistor having the opposite type of conductivity, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the base with the output of the output voltage divider on the third and the fourth resistors, and the emitter through a zener diode - with an output terminal and through a second resistor - with a common bus, a starting circuit consisting of two series-connected diodes, I bypass th regulating transistor emitter junction in reverse serial RC-circuit consisting of a capacitor and a first resistor, one terminal connected to a point of diode connection, and the other - to the shared bus stabilizer

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, эмиттером подключенный к входному выводу, а коллектором - к выходному выводу стабилизатора, усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе, имеющим противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, база - с выходом делителя выходного напряжения на третьем и четвертом резисторах, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона, через второй резистор подключен к общей шине, пусковую цепь, состоящую из двух последовательно соединенных диодов, шунтирующую эмиттерный переход регулирующего транзистора в обратном направлении, последовательную RC-цепь, состоящую из конденсатора и первого резистора, одним выводом подключенную к точке соединения диодов, а другим - к общей шине стабилизатора, 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 to the DC voltage stabilizer containing the control transistor, connected by an emitter to the input terminal, and by the collector to the output terminal of the stabilizer, a direct current amplifier (CTD) on the transistor having the opposite type of conductivity, the collector of which is connected to the base of the control transistor , the base - with the output of the output voltage divider on the third and fourth resistors, and the emitter, to which the zener diode anode is connected, is connected to the common bus through the second resistor , a starting circuit, consisting of two series-connected diodes, shunting the emitter junction of the regulating transistor in the opposite direction, a serial RC circuit, consisting of a capacitor and a first resistor, connected to the diode connection point by one output and the stabilizer common bus by the other, the second is introduced the zener diode is of the same type to the first, and the second zener diode is 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

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 8, резисторы 4 и 5 делителя выходного напряжения (третий и четвертый резисторы), конденсатор 7, первый и второй диоды 9 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 8, the resistors 4 and 5 of the output voltage divider (third and fourth resistors ), a capacitor 7, the first and second diodes 9 and 10.

Регулирующий транзистор 1, эмиттером подключен к входному выводу, коллектором - к выходному выводу стабилизатора, а база соединена с коллектором транзистора 2 УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения на резисторах 4 и 5, а эмиттер, к которому подключен анод стабилитрона 3, через резистор 8 подключен к общей шине, пусковая цепь, состоящая из двух последовательно соединенных диодов 9 и 10, шунтирует эмиттерный переход регулирующего транзистора 1 в обратном направлении, последовательная RC-цепь, состоящая из конденсатора 7 и резистора 6, одним выводом подключена к точке соединения диодов 9 и 10, а другим - к общей шине стабилизатора, катод стабилитрона 3 соединен с катодом стабилитрона 11, анод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора 1.Regulating transistor 1, the emitter is connected to the input terminal, the collector 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 on resistors 4 and 5, and the emitter, to which the anode of the zener diode 3, through a resistor 8 is connected to a common bus, a start-up circuit, consisting of two series-connected diodes 9 and 10, shunts the emitter junction of the control transistor 1 in the opposite direction, a serial RC circuit consisting of a capacitor and 7 and resistor 6, with one output connected to the junction point of the diodes 9 and 10, and the other to the common stabilizer bus, the cathode of the zener diode 3 is connected to the cathode of the zener diode 11, the anode of which is connected to the collector of the control transistor 1.

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

При подаче входного напряжения на вход стабилизатора начинается заряд конденсатора 7 через эмиттерный переход регулирующего транзистора 1, диод 10 и резистор 6. Регулирующий транзистор 1 открывается и на выходе стабилизатора появляется напряжение, которое приводит к открытию транзистора 2. С этого момента вступает в действие цепь обратной связи стабилизатора и на его выходе поддерживается номинальное выходное напряжение. Стабилизатор переходит в рабочий режим. Стабилизация выходного напряжения осуществляется при помощи УПТ на транзисторе 2, воздействующего на регулирующий транзистор 1 таким образом, что выходное напряжение возвращается на установленный уровень с заданной точностью.When an input voltage is applied to the input of the stabilizer, the charge of the capacitor 7 begins through the emitter junction of the regulating transistor 1, diode 10, and resistor 6. The regulating transistor 1 opens and a voltage appears at the output of the stabilizer, which leads to the opening of transistor 2. From this moment, the feedback circuit enters the connection of the stabilizer and its output is supported by the rated output voltage. The stabilizer goes into operating mode. Stabilization of the output voltage is carried out using UPT on the transistor 2, acting on the control transistor 1 so that the output voltage returns to the set level with a given accuracy.

После отключения входного напряжения конденсатор 7 с помощью диода 9 подключается к входным выводам стабилизатора и разряжается за счет работы самого стабилизатора, что способствует быстрому разряду конденсатора 7 и, следовательно, уменьшает время подготовки стабилизатора для последующего включения после выключения питания, что особенно важно при его работе в сеансном режиме.After turning off the input voltage, the capacitor 7, using the diode 9, is connected to the input terminals of the stabilizer and discharged due to the operation of the stabilizer itself, which contributes to the fast discharge of the capacitor 7 and, therefore, reduces the preparation time of the stabilizer for subsequent switching on after turning off the power, which is especially important when it is working in session mode.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения имеет более простую схему запуска, что позволяет повысить его надежность.Thus, the proposed DC voltage stabilizer has a simpler starting circuit, which improves its reliability.

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 8 (определяет режим работы стабилитрона 3 и УПТ на транзисторе 2), 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 8 (determines the operation mode of the Zener diode 3 and the OTD on the transistor 2), the output voltage of the stabilizer can take a value slightly higher than 6 V. At other stabilization voltages, a significant temperature coefficient of the stabilization voltage limits the range of operating temperatures devices.

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 regulating transistor connected by an emitter to the input terminal and a collector to the output terminal of the stabilizer, a DC amplifier on a transistor having the opposite type of conductivity, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the base - with the output of the output voltage divider 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 bus, a starting circuit consisting of two series connected diodes, shunting the emitter junction of the regulating transistor in the opposite direction, a serial RC circuit consisting of a capacitor and a first resistor, connected to the diode connection point with one output and the stabilizer common bus with the other, characterized in that the second zener diode is inserted into the device, moreover, the second zener diode is of the same type to the first zener diode and is 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.