RU162000U1 - DC VOLTAGE STABILIZER - Google Patents

DC VOLTAGE STABILIZER Download PDF

Info

Publication number
RU162000U1
RU162000U1 RU2016100536/07U RU2016100536U RU162000U1 RU 162000 U1 RU162000 U1 RU 162000U1 RU 2016100536/07 U RU2016100536/07 U RU 2016100536/07U RU 2016100536 U RU2016100536 U RU 2016100536U RU 162000 U1 RU162000 U1 RU 162000U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
transistor
emitter
base
zener diode
Prior art date
Application number
RU2016100536/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Бондарь
Мария Сергеевна Жаворонкова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority to RU2016100536/07U priority Critical patent/RU162000U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU162000U1 publication Critical patent/RU162000U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу, а коллектором - к выходному выводу; усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе, имеющем противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, база соединена с выходом делителя выходного напряжения, выполненным на четвертом и пятом резисторах, а эмиттер соединен с катодом первого стабилитрона и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с общим выводом; транзистор защиты, эмиттер которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - с базой транзистора УПТ, а база через пусковую RC-цепь, состоящую из последовательно соединенных третьего резистора и конденсатора, подключена к общему выводу, причем точка соединения третьего резистора и конденсатора через диод подсоединена к входному выводу, а эмиттерно-базовый переход шунтирован вторым резистором; кроме того, делитель выходного напряжения из последовательно соединенных четвертого и пятого резисторов подключен параллельно выходным выводам, отличающийся тем, что в устройство введен второй стабилитрон однотипный первому, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, анодом к аноду первого стабилитрона, а катодом к выходному выводу.A DC voltage stabilizer containing a control transistor connected by an emitter to an input terminal and a collector to an output terminal; 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 is connected to the output of the output voltage divider made on the fourth and fifth resistors, and the emitter is connected to the cathode of the first zener diode and the first output of the first resistor, the second terminal of which is connected to a common terminal; the protection transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the regulating transistor, the collector - with the base of the UPT transistor, and the base through the RC starting circuit, consisting of a third resistor and a capacitor connected in series, connected to a common terminal, and the connection point of the third resistor and a capacitor through a diode is connected to the input terminal, and the emitter-base junction is shunted by a second resistor; in addition, the output voltage divider from the fourth and fifth resistors connected in series is connected in parallel with the output terminals, characterized in that the second zener diode is of the same type as the first, and the second zener diode is connected opposite the first zener diode, the anode to the anode of the first zener diode, and the cathode to the output terminal.

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 радиоэлектронной аппаратуры.The utility model relates to electrical engineering and can be used in sources of secondary power supply of electronic equipment.

Уровень техникиState of the art

Известный стабилизатор постоянного напряжения содержит общий вывод, выходной вывод, входной основной вывод, дополнительный вывод, три транзистора, пять резисторов, стабилитрон, диод, конденсатор (авт. свид. SU 1343403, МКИ: G05F 1/569).The known DC voltage stabilizer contains a common terminal, an output terminal, an input main terminal, an additional terminal, three transistors, five resistors, a zener diode, a diode, a capacitor (auth. Certificate SU 1343403, MKI: G05F 1/569).

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности обусловленные:The disadvantages of this device are limited functionality due to:

обязательным наличием дополнительного источника питания, используемого только для включения;the mandatory presence of an additional power source, used only for inclusion;

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 №2451973, МПК: G05F 1/569).The closest analogue prototype to the claimed technical solution is a constant voltage stabilizer (patent RU No. 2451973, IPC: G05F 1/569).

Стабилизатор постоянного напряжения содержит: регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу, а коллектором - к выходному выводу; усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе имеющим противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, база соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на четвертом и пятом резисторах, а эмиттер через стабилитрон - с выходным выводом и через первый резистор - с общим выводом; транзистор защиты, эмиттер которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - с базой транзистора УПТ, а база через пусковую RC-цепь, состоящую из последовательно соединенных третьего резистора и конденсатора, подключена к общему выводу, причем точка соединения третьего резистора и конденсатора через диод подсоединена к входному выводу, а эмиттерно-базовый переход шунтирован вторым резистором; кроме того, делитель выходного напряжения из последовательно соединенных четвертого и пятого резисторов подключен параллельно выходным выводам.The DC voltage stabilizer contains: a regulating transistor connected by an emitter to the input terminal, and a collector to the output terminal; a direct current amplifier (DC) on the transistor having the opposite type of conductivity, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the base is connected to the output of the output voltage divider made on the fourth and fifth resistors, and the emitter through the zener diode - with the output terminal and through the first resistor - with a common conclusion; the protection transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the regulating transistor, the collector - with the base of the UPT transistor, and the base through the RC starting circuit, consisting of a third resistor and a capacitor connected in series, connected to a common terminal, and the connection point of the third resistor and a capacitor through a diode is connected to the input terminal, and the emitter-base junction is shunted by a second resistor; in addition, the output voltage divider from the fourth and fifth resistors connected in series is connected in parallel with the output terminals.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности обусловленные:The disadvantage of this device is the 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).

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; усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе имеющим противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, база соединена с выходом делителя выходного напряжения выполненном на четвертом и пятом резисторах, а эмиттер соединен с катодом первого стабилитрона и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с общим выводом; транзистор защиты, эмиттер которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - с базой транзистора УПТ, а база через пусковую RC-цепь, состоящую из последовательно соединенных третьего резистора и конденсатора, подключена к общему выводу, причем точка соединения третьего резистора и конденсатора через диод подсоединена к входному выводу, а эмиттерно-базовый переход шунтирован вторым резистором; кроме того, делитель выходного напряжения из последовательно соединенных четвертого и пятого резисторов подключен параллельно выходным выводам, введен второй стабилитрон однотипный первому, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, анодом к аноду первого стабилитрона, а катодом к выходному выводу.The technical result is achieved by the fact that in a DC voltage stabilizer containing a control transistor, connected by an emitter to an input terminal, and a collector to an output terminal; DC amplifier on the transistor having the opposite type of conductivity, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the base is connected to the output of the output voltage divider made on the fourth and fifth resistors, and the emitter is connected to the cathode of the first zener diode and the first output of the first resistor, the second output which is connected to a common conclusion; the protection transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the regulating transistor, the collector - to the base of the transistor, and the base through the RC starting circuit, consisting of a third resistor and a capacitor connected in series, is connected to a common terminal, and the connection point of the third resistor and a capacitor through a diode is connected to the input terminal, and the emitter-base junction is shunted by a second resistor; in addition, the output voltage divider from the fourth and fifth resistors connected in series is connected in parallel to the output terminals, the second zener diode is of the same type as the first, the second zener diode is connected opposite the first zener diode, the anode to the anode of the first zener diode, and the cathode to the output terminal.

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 общий вывод 1, выходной вывод 2, входной вывод 3, регулирующий транзистор 4, однотипные стабилитроны 5 и 9, резисторы 6 и 7 делителя выходного напряжения, первый, второй и третий резисторы 8, 12, 13, транзистор 10 УПТ, диод 11, конденсатор 14, транзистор 15 защиты.The DC voltage stabilizer contains a common terminal 1, output terminal 2, input terminal 3, regulating transistor 4, the same type of zener diodes 5 and 9, resistors 6 and 7 of the output voltage divider, the first, second and third resistors 8, 12, 13, transistor 10 UPT, diode 11, capacitor 14, protection transistor 15.

Регулирующий транзистор 4 подключен эмиттером к входному выводу 3, коллектором - к выходному выводу 2, а базой к коллектору транзистора 10 УПТ, база которого соединена с выходом делителя выходного напряжения на резисторах 6 и 7, а эмиттер через встречно включенные однотипные стабилитроны 9 и 5 - с выходным выводом 2 и через первый резистор 8 - с общим выводом 1. Эмиттер транзистора 15 защиты соединен с эмиттером регулирующего транзистора 4, коллектор - с базой транзистора 10 УПТ, а база транзистора 15 защиты через пусковую RC-цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора 13 и конденсатора 14, подключена к общему выводу 1, причем точка соединения резистора 13 и конденсатора 14 через диод 11 подсоединена к входному выводу 3, а эмиттерно-базовый переход шунтирован резистором 12. Кроме того, делитель выходного напряжения из последовательно соединенных резисторов 6 и 7 подключен параллельно выходным выводам 2 и 1.The control transistor 4 is connected by the emitter to the input terminal 3, the collector to the output terminal 2, and the base to the collector of the transistor 10 UPT, the base of which is connected to the output of the output voltage divider on the resistors 6 and 7, and the emitter through the counter-connected zener diodes 9 and 5 - with the output terminal 2 and through the first resistor 8, with the common terminal 1. The emitter of the protection transistor 15 is connected to the emitter of the regulating transistor 4, the collector is connected to the base of the transistor 10 UPT, and the base of the transistor 15 through the starting RC circuit, consisting of a series the resistor 13 and the capacitor 14 is connected, connected to the common terminal 1, the connection point of the resistor 13 and the capacitor 14 through the diode 11 is connected to the input terminal 3, and the emitter-base junction is shunted by the resistor 12. In addition, the output voltage divider from the series-connected resistors 6 and 7 are connected in parallel to the output terminals 2 and 1.

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

При подаче напряжения на вход стабилизатора ток, проходящий через конденсатор 14 и резистор 13, создает условия для открывания транзистора 15. Входное напряжение через эмиттерно-коллекторный переход транзистора 15 подается на базу транзистора 10 УПТ. Это вызывает открывание транзистора 10, ток коллектора которого открывает регулирующий транзистор 4, обеспечивает появление на выходе стабилизатора напряжения. При достижении выходным напряжением значения, определяемого делителем напряжения на резисторах 6 и 7, транзисторы 4 и 10 входят в режим стабилизации выходного напряжения, и его рост прекращается. При кратковременном пропадании входного напряжения конденсатор 14 с помощью диода 11 подключается к входным выводам стабилизатора и поддерживает входное напряжение, а при более длительных провалах напряжения разряжается за счет работы самого стабилизатора. Это обеспечивает быстрый разряд конденсатора 14 и готовность стабилизатора к повторному запуску.When applying voltage to the input of the stabilizer, the current passing through the capacitor 14 and the resistor 13 creates the conditions for opening the transistor 15. The input voltage through the emitter-collector junction of the transistor 15 is supplied to the base of the transistor 10. This causes the opening of the transistor 10, the collector current of which opens the control transistor 4, provides the appearance of a voltage stabilizer. When the output voltage reaches the value determined by the voltage divider on the resistors 6 and 7, the transistors 4 and 10 enter the stabilization mode of the output voltage, and its growth stops. With a short-term loss of input voltage, the capacitor 14, using a diode 11, is connected to the input terminals of the stabilizer and supports the input voltage, and with longer voltage dips, it is discharged due to the operation of the stabilizer itself. This provides a quick discharge of the capacitor 14 and the readiness of the stabilizer to restart.

В случае прототипа, приемлемая температурная стабильность выходного напряжения обеспечивается при использовании в качестве стабилитрона 9, 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, 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, acceptable temperature stability of the output voltage is ensured when using a zener diode 9, 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, 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 9 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 5, однотипного стабилитрону 9, 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 5, 9, а значит и расширение диапазона рабочих температур устройства, что существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения.The use as a zener diode 9 of an avalanche zener diode, 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 5, of the same type as Zener diode 9, 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 MF “Power supply communication devices ", M .: Communication, 1975, S. 184), providing Vaeth mutual compensation coefficients voltage stabilizing zener 5, 9, and hence the expansion device operating temperature range, which significantly extends the functionality of the proposed DC voltage stabilizer.

Claims (1)

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу, а коллектором - к выходному выводу; усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторе, имеющем противоположный тип проводимости, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, база соединена с выходом делителя выходного напряжения, выполненным на четвертом и пятом резисторах, а эмиттер соединен с катодом первого стабилитрона и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с общим выводом; транзистор защиты, эмиттер которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - с базой транзистора УПТ, а база через пусковую RC-цепь, состоящую из последовательно соединенных третьего резистора и конденсатора, подключена к общему выводу, причем точка соединения третьего резистора и конденсатора через диод подсоединена к входному выводу, а эмиттерно-базовый переход шунтирован вторым резистором; кроме того, делитель выходного напряжения из последовательно соединенных четвертого и пятого резисторов подключен параллельно выходным выводам, отличающийся тем, что в устройство введен второй стабилитрон однотипный первому, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, анодом к аноду первого стабилитрона, а катодом к выходному выводу.
Figure 00000001
A DC voltage stabilizer containing a control transistor connected by an emitter to an input terminal, and a collector to an output terminal; 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 is connected to the output of the output voltage divider made on the fourth and fifth resistors, and the emitter is connected to the cathode of the first zener diode and the first output of the first resistor, the second terminal of which is connected to a common terminal; the protection transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the regulating transistor, the collector - to the base of the transistor, and the base through the RC starting circuit, consisting of a third resistor and a capacitor connected in series, is connected to a common terminal, and the connection point of the third resistor and a capacitor through a diode is connected to the input terminal, and the emitter-base junction is shunted by a second resistor; in addition, the output voltage divider from the fourth and fifth resistors connected in series is connected in parallel with the output terminals, characterized in that the second zener diode is of the same type as the first, and the second zener diode is connected opposite the first zener diode, the anode to the anode of the first zener diode, and the cathode to the output terminal.
Figure 00000001
RU2016100536/07U 2016-01-11 2016-01-11 DC VOLTAGE STABILIZER RU162000U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100536/07U RU162000U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 DC VOLTAGE STABILIZER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100536/07U RU162000U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 DC VOLTAGE STABILIZER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU162000U1 true RU162000U1 (en) 2016-05-20

Family

ID=56012550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100536/07U RU162000U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 DC VOLTAGE STABILIZER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU162000U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018106600A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-14 Texas Instruments Incorporated Voltage clamp circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018106600A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-14 Texas Instruments Incorporated Voltage clamp circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI556567B (en) Control circuit of switch apparatus
WO2017008503A1 (en) Gan hemt bias circuit
RU2755670C1 (en) Voltage stabilizer for supply of electronic circuits
RU162000U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU165174U1 (en) DC COMPENSATION STABILIZER
US20130241521A1 (en) Voltage stabilizing circuit and electronic device
RU165163U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU165171U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU163225U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
CN110635541A (en) Battery charging device
RU146819U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU148943U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU2727713C1 (en) Electronic circuit supply voltage stabilizer
RU149612U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU191748U1 (en) DC COMPENSATION STABILIZER
RU147519U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
CN112882528B (en) Control circuit of load switch
RU154069U1 (en) PULSE VOLTAGE STABILIZER
RU161999U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU162020U1 (en) DC ELECTRONIC STABILIZER
WO2019161714A1 (en) Control circuit, light source driving device and display equipment
RU2771355C1 (en) Electronic circuit supply voltage stabilizer
UA127377U (en) SUPPORT RESOURCE
RU209200U1 (en) DC Voltage Stabilizer
RU2693182C1 (en) Univibrator

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170112