RU162020U1

RU162020U1 - DC ELECTRONIC STABILIZER

Info

Publication number: RU162020U1
Application number: RU2015157037/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Бондарь; Мария Сергеевна Жаворонкова
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2016-05-20

Abstract

Электронный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий: балластный резистор, включенный последовательно с нагрузкой; выравнивающий делитель напряжения, выполненный из двух последовательно соединенных резисторов и подключенный параллельно нагрузке; подключенный параллельно нагрузке делитель обратной связи, образующий два плеча, причем одно плечо делителя обратной связи составляет первый резистор последовательно соединенный с анодом, по крайней мере, одного стабилитрона, а второе плечо делителя обратной связи составляет второй резистор; регулирующий элемент, выполненный из двух последовательно соединенных транзисторов и подключенный параллельно нагрузке, причем связь регулирующего элемента с выравнивающим делителем напряжения и делителем обратной связи осуществляется через средние выводы делителей и базы транзисторов, отличающийся тем, что в устройство введен, по крайней мере, второй стабилитрон однотипный первому, причем введенный стабилитрон включен встречно первому стабилитрону катодом к катоду первого стабилитрона.An electronic constant voltage stabilizer, comprising: a ballast resistor connected in series with the load; equalizing voltage divider made of two series-connected resistors and connected in parallel with the load; a feedback divider connected in parallel to the load, forming two arms, one arm of the feedback divider constituting a first resistor connected in series with the anode of at least one zener diode, and a second arm of the feedback divider constituting a second resistor; a regulating element made of two series-connected transistors and connected in parallel with the load, and the regulating element is connected to the equalizing voltage divider and feedback divider through the middle terminals of the dividers and the base of the transistors, characterized in that at least the second zener diode of the same type is introduced into the device the first, and the introduced zener diode is turned on counter to the first zener diode by the cathode to the cathode of the first zener diode.

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

Известен регулирующий блок стабилизатора содержащий балластную нагрузку, делитель напряжения на резисторах, дифференциальный усилитель, последовательно соединенные транзисторы регулирующего элемента, источник дополнительного напряжения, узел управления с подключенными к его входам делителем выходного напряжения на резисторах и источником опорного напряжения, а также нагрузку (авт. свид. SU 1022133 А, МКИ: G05F 1/58).A known regulator unit of the stabilizer containing a ballast load, a voltage divider across resistors, a differential amplifier, series-connected transistors of a regulating element, an additional voltage source, a control unit with an output voltage divider on resistors and a reference voltage source connected to its inputs, as well as a load (ed. SU 1022133 A, MKI: G05F 1/58).

Недостатком данного устройства является низкая надежность.The disadvantage of this device is the low reliability.

Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является электронный стабилизатор постоянного напряжения (патент RU №2542673, МПК: G05F 1/569).The closest analogue is the prototype of the claimed technical solution is an electronic constant voltage regulator (patent RU No. 2542673, IPC: G05F 1/569).

Электронный стабилизатор постоянного напряжения содержит: балластный резистор включенный последовательно с нагрузкой; выравнивающий делитель напряжения, выполненный из двух последовательно соединенных резисторов, и подключенный параллельно нагрузке; подключенный параллельно нагрузке делитель обратной связи, состоящий из последовательно соединенных, по крайней мере, одного стабилитрона, и двух резисторов, которые образуют 2 плеча, причем по крайней мере, один стабилитрон и резистор образуют одно плечо делителя обратной связи, а другое плечо составляет второй резистор; регулирующий элемент, выполненный из двух последовательно соединенных транзисторов, и подключенный параллельно нагрузке, причем связь регулирующего элемента с выравнивающим делителем напряжения и делителем обратной связи осуществляется через средние выводы делителей и базы транзисторов.The electronic constant voltage stabilizer contains: a ballast resistor connected in series with the load; equalizing voltage divider made of two series-connected resistors and connected in parallel with the load; A feedback divider connected in parallel to the load, consisting of at least one zener diode and two resistors that form 2 arms in series, with at least one zener diode and resistor forming one arm of the feedback divider, and the other arm constituting the second resistor ; a regulating element made of two series-connected transistors and connected in parallel with the load, and the regulating element is connected to the equalizing voltage divider and feedback divider through the middle terminals of the dividers and the base of the transistors.

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 электронный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий: балластный резистор включенный последовательно с нагрузкой; выравнивающий делитель напряжения, выполненный из двух последовательно соединенных резисторов, и подключенный параллельно нагрузке; подключенный параллельно нагрузке делитель обратной связи, образующий два плеча, причем одно плечо делителя обратной связи составляет первый резистор последовательно соединенный с анодом, по крайней мере, одного стабилитрона, а второе плечо делителя обратной связи составляет второй резистор; регулирующий элемент, выполненный из двух последовательно соединенных транзисторов, и подключенный параллельно нагрузке, причем связь регулирующего элемента с выравнивающим делителем напряжения и делителем обратной связи осуществляется через средние выводы делителей и базы транзисторов, введен, по крайней мере, второй стабилитрон однотипный первому, причем введенный стабилитрон включен встречно первому стабилитрону катодом к катоду первого стабилитрона.The technical result is achieved by the fact that in an electronic constant voltage stabilizer, comprising: a ballast resistor connected in series with the load; equalizing voltage divider made of two series-connected resistors and connected in parallel with the load; a feedback divider connected in parallel to the load, forming two arms, one arm of the feedback divider constituting a first resistor connected in series with the anode of at least one zener diode, and a second arm of the feedback divider constituting a second resistor; a control element made of two series-connected transistors, and connected in parallel with the load, and the control element is connected to the equalizing voltage divider and feedback divider through the middle terminals of the dividers and the base of the transistors, at least a second zener diode of the same type is introduced to the first, the zener diode introduced included counter to the first zener diode cathode to the cathode of the first zener diode.

Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing

На фиг. представлена функциональная схема электронного стабилизатора постоянного напряжения.In FIG. a functional diagram of an electronic constant voltage stabilizer is presented.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Электронный стабилизатор постоянного напряжения содержит балластный резистор 1; резисторы 2 и 3 выравнивающего делителя напряжения; транзисторы 4 и 5 регулирующего элемента; резисторы 7, 8 и, по крайней мере, одну пару однотипных стабилитронов 6 и 10 (6.1÷6.n; 10.1÷10.n) делителя обратной связи; нагрузку 9.The electronic constant voltage stabilizer contains a ballast resistor 1; resistors 2 and 3 of the equalizing voltage divider; transistors 4 and 5 of the regulatory element; resistors 7, 8 and at least one pair of the same type of zener diodes 6 and 10 (6.1 ÷ 6.n; 10.1 ÷ 10.n) of the feedback divider; load 9.

Электронный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.Electronic DC voltage stabilizer operates as follows.

На входные клеммы (+Е, -Е) поступает нестабилизированное напряжение, которое через балластный резистор 1 поступает на нагрузку 9, к клеммам которой подключены параллельно три функциональных элемента:An unstabilized voltage is supplied to the input terminals (+ Е, -Е), which, through the ballast resistor 1, is supplied to the load 9, to the terminals of which three functional elements are connected in parallel:

выравнивающий делитель - резисторы 2, 3;leveling divider - resistors 2, 3;

регулирующий элемент - транзисторы 4, 5;regulatory element - transistors 4, 5;

делитель обратной связи - стабилитроны 6, 10 (6.1÷6.n; 10.1÷10.n) и резисторы 7, 8.feedback divider - zener diodes 6, 10 (6.1 ÷ 6.n; 10.1 ÷ 10.n) and resistors 7, 8.

Если выходное напряжение отличается от заданного стабильного значения, сигнал рассогласования через делитель обратной связи поступает непосредственно на вход транзистора 5, изменяя падение напряжения на нем, тем самым компенсируя рассогласование. Резистор 7 выполняется переменным или подборным, что позволяет регулировать напряжение на нагрузке в широких пределах. Падение напряжения на транзисторе 4 полностью задается напряжением на его входе, т.е. параметрами выравнивающего делителя 2, 3.If the output voltage differs from the set stable value, the mismatch signal through the feedback divider is fed directly to the input of the transistor 5, changing the voltage drop across it, thereby compensating for the mismatch. The resistor 7 is variable or selectable, which allows you to adjust the voltage on the load over a wide range. The voltage drop across the transistor 4 is completely set by the voltage at its input, i.e. the parameters of the equalizing divider 2, 3.

Количество пар стабилитронов 6, 10 (6.1÷6.n; 10.1÷10.n) определяется заданной величиной выходного напряжения стабилизатора.The number of pairs of zener diodes 6, 10 (6.1 ÷ 6.n; 10.1 ÷ 10.n) is determined by the specified value of the output voltage of the stabilizer.

Регулирующий элемент может быть выполнен как на биполярных, так и на полевых транзисторах.The regulatory element can be made both on bipolar and field-effect transistors.

В случае прототипа, приемлемая температурная стабильность выходного напряжения обеспечивается при использовании в качестве стабилитронов 6, 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). Тогда, в случае использования электронного стабилизатора постоянного напряжения для питания высоковольтных цепей радиоэлектронной аппаратуры, количество установленных стабилитронов 6 становится неприемлемо большим, что существенно снижает надежность устройства.In the case of the prototype, an acceptable temperature stability of the output voltage is ensured when using a Zener diode 6, 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). Then, in the case of using an electronic constant voltage stabilizer to power high-voltage circuits of electronic equipment, the number of installed Zener diodes 6 becomes unacceptably large, which significantly reduces the reliability of the device.

Использование в качестве стабилитрона 6 (6.1÷6.n) 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 10 (10.1÷10.n), однотипного стабилитрону 6 (6.1÷6.n), 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 6 и 10 (6.1÷6.n; 10.1÷10.n), а значит и расширение диапазона рабочих температур устройства, что существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого электронного стабилизатора постоянного напряжения.Use as a zener diode 6 (6.1 ÷ 6.n) 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", M .: Mir , 1998, p. 351), and zener diode 10 (10.1 ÷ 10.n), of the same type as zener diode 6 (6.1 ÷ 6.n), 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 of communication devices”, M .: Communication, 1975, p. 184), provides mutual compensation of the stabilization voltage coefficients of the zener diodes 6 and 10 (6.1 ÷ 6.n; 10.1 ÷ 10.n), and hence the expansion of the operating temperature range of the device, which significantly expands the functionality of the proposed electronic stabilizer constant voltage.

Claims

An electronic constant voltage stabilizer, comprising: a ballast resistor connected in series with the load; equalizing voltage divider made of two series-connected resistors and connected in parallel with the load; a feedback divider connected in parallel to the load, forming two arms, one arm of the feedback divider constituting a first resistor connected in series with the anode of at least one zener diode, and a second arm of the feedback divider constituting a second resistor; a regulating element made of two series-connected transistors and connected in parallel with the load, and the regulating element is connected to the equalizing voltage divider and feedback divider through the middle terminals of the dividers and the base of the transistors, characterized in that at least the second zener diode of the same type is introduced into the device the first, and the introduced zener diode is turned on counter to the first zener diode by the cathode to the cathode of the first zener diode.