RU165174U1 - DC COMPENSATION STABILIZER - Google Patents

DC COMPENSATION STABILIZER Download PDF

Info

Publication number
RU165174U1
RU165174U1 RU2016100582/07U RU2016100582U RU165174U1 RU 165174 U1 RU165174 U1 RU 165174U1 RU 2016100582/07 U RU2016100582/07 U RU 2016100582/07U RU 2016100582 U RU2016100582 U RU 2016100582U RU 165174 U1 RU165174 U1 RU 165174U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
zener diode
output
collector
diode
Prior art date
Application number
RU2016100582/07U
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 RU2016100582/07U priority Critical patent/RU165174U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU165174U1 publication Critical patent/RU165174U1/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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттером и коллектором соединенный с соответственно входным и выходным выводами; дифференциальный усилитель, выполненный на двух транзисторах и резисторе, причем эмиттеры транзисторов подсоединены к общей шине через резистор, коллектор первого транзистора подключен к базе регулирующего транзистора, а коллектор второго транзистора соединен с выходным силовым выводом; делитель выходного напряжения, выполненный на двух резисторах, выход которого соединен с базой второго транзистора; первый стабилитрон, катод которого подключен к точке соединения базы первого транзистора и ограничительного резистора, другой вывод которого подключен к точке соединения конденсатора и диода; пусковую цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и диода, включенную параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора, отличающийся тем, что в устройство введен второй стабилитрон, однотипный первому стабилитрону, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, анодом - к аноду первого стабилитрона, а катодом - к общей шине.Compensating DC voltage stabilizer containing a control transistor, an emitter and a collector connected to respectively the input and output terminals; a differential amplifier made on two transistors and a resistor, the emitters of the transistors connected to a common bus through a resistor, the collector of the first transistor connected to the base of the regulating transistor, and the collector of the second transistor connected to the output power output; an output voltage divider made on two resistors, the output of which is connected to the base of the second transistor; the first zener diode, the cathode of which is connected to the connection point of the base of the first transistor and the limiting resistor, the other terminal of which is connected to the connection point of the capacitor and diode; a starting circuit, consisting of a series-connected capacitor and a diode, connected in parallel with the emitter-collector junction of the regulating transistor, characterized in that a second zener diode is inserted into the device, of the same type as the first zener diode, with the second zener diode connected opposite to the first zener diode, the anode to the anode of the first zener diode, and cathode to a common bus.

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 компенсационный стабилизатор постоянного напряжения содержит: регулирующий транзистор; первый и второй резисторы делителя выходного напряжения; первый и второй транзисторы дифференциального усилителя; резистор дифференциального усилителя; опорный элемент; ограничительный резистор опорного элемента; пусковой резистор; вспомогательный транзистор; токозадающий резистор (авт. свид. SU 1665354, МКИ: G05F 1/56).Known compensating DC voltage stabilizer contains: a control transistor; first and second resistors of the output voltage divider; first and second transistors of a differential amplifier; differential amplifier resistor; supporting element; reference resistor; starting resistor; auxiliary transistor; current-setting resistor (ed. certificate. SU 1665354, MKI: G05F 1/56).

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

низкой стабильностью выходного напряжения при изменении в широком диапазоне входного напряжения;low stability of the output voltage when changing in a wide range of input voltage;

низким к.п.д.;low efficiency;

необходимостью соблюдения определенного соотношения между токами регулирующего и запускающего транзисторов;the need to comply with a certain ratio between the currents of the regulating and starting transistors;

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 компенсационный стабилизатор постоянного напряжения (патент RU №2314558, МПК: G05F 1/56).The closest analogue is the prototype of the claimed technical solution is a compensating DC voltage stabilizer (patent RU No. 2314558, IPC: G05F 1/56).

Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения содержит: регулирующий транзистор, эмиттером и коллектором соединенный с соответственно входным и выходным выводами; дифференциальный усилитель, выполненный на двух транзисторах и резисторе, причем эмиттеры транзисторов подсоединены к общей шине через резистор, коллектор первого транзистора подключен к базе регулирующего транзистора, а коллектор второго транзистора соединен с выходным силовым выводом; делитель выходного напряжения, выполненный на двух резисторах, выход которого соединен с базой второго транзистора; опорный элемент (стабилитрон) включен между точкой соединения ограничительного резистора и базы первого транзистора и общей шиной; пусковую цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и диода, включенную параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора; другой вывод ограничительного резистора подсоединен к точке соединения конденсатора и диода.Compensating DC voltage stabilizer contains: a regulating transistor, emitter and collector connected to respectively the input and output terminals; a differential amplifier made on two transistors and a resistor, the emitters of the transistors connected to a common bus through a resistor, the collector of the first transistor connected to the base of the regulating transistor, and the collector of the second transistor connected to the output power output; an output voltage divider made on two resistors, the output of which is connected to the base of the second transistor; a reference element (zener diode) is connected between the connection point of the limiting resistor and the base of the first transistor and the common bus; a starting circuit, consisting of a series-connected capacitor and a diode, connected in parallel with the emitter-collector junction of the regulating transistor; the other terminal of the limiting resistor is connected to the junction point of the capacitor and diode.

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 компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий: регулирующий транзистор, эмиттером и коллектором соединенный с соответственно входным и выходным выводами; дифференциальный усилитель, выполненный на двух транзисторах и резисторе, причем эмиттеры транзисторов подсоединены к общей шине через резистор, коллектор первого транзистора подключен к базе регулирующего транзистора, а коллектор второго транзистора соединен с выходным силовым выводом; делитель выходного напряжения, выполненный на двух резисторах, выход которого соединен с базой второго транзистора; первый стабилитрон, катод которого подключен к точке соединения базы первого транзистора и ограничительного резистора, другой вывод которого подключен к точке соединения конденсатора и диода; пусковую цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и диода, включенную параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора, введен второй стабилитрон, однотипный первому стабилитрону, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, анодом к аноду первого стабилитрона, а катодом к общей шине.The technical result is achieved by the fact that in a compensating DC voltage stabilizer, comprising: a control transistor, an emitter and a collector connected to the input and output terminals, respectively; a differential amplifier made on two transistors and a resistor, the emitters of the transistors connected to a common bus through a resistor, the collector of the first transistor connected to the base of the regulating transistor, and the collector of the second transistor connected to the output power output; an output voltage divider made on two resistors, the output of which is connected to the base of the second transistor; the first zener diode, the cathode of which is connected to the connection point of the base of the first transistor and the limiting resistor, the other terminal of which is connected to the connection point of the capacitor and diode; a starting circuit consisting of a capacitor and a diode connected in series, connected in parallel with the emitter-collector junction of the regulating transistor, a second zener diode is introduced, which is the same as the first zener diode, 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 common bus.

Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing

На фиг. представлена функциональная схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения.In FIG. a functional diagram of a compensating DC stabilizer is presented.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения содержит: регулирующий транзистор 1; первый и второй резисторы 2, 3 делителя выходного напряжения; первый и второй транзисторы 4, 5 дифференциального усилителя; резистор 6 дифференциального усилителя; однотипные стабилитроны 7 и 11; ограничительный резистор 8 опорного стабилитрона; конденсатор 9; диод 10.Compensating DC voltage stabilizer contains: control transistor 1; the first and second resistors 2, 3 of the output voltage divider; first and second transistors 4, 5 of a differential amplifier; differential amplifier resistor 6; homogeneous zener diodes 7 and 11; limiting resistor 8 of the reference zener diode; capacitor 9; diode 10.

Регулирующий транзистор 1, эмиттером и коллектором соединен с соответственно входным и выходным выводами. На транзисторах 4, 5 и резисторе 6 выполнен дифференциальный усилитель, причем эмиттеры транзисторов 4, 5 подсоединены к общей шине через резистор 6, коллектор транзистора 5 подключен к базе регулирующего транзистора 1, а коллектор транзистора 4 соединен с выходным силовым выводом. На резисторах 2 и 3 выполнен делитель выходного напряжения, выход которого соединен с базой транзистора 4. Однотипные стабилитроны 7 и 11 включены встречно, при этом катод стабилитрона 11 подключен к общей шине, а катод стабилитрона 7 подключен к точке соединения базы транзистора 5 и ограничительного резистора 8, другой вывод которого подсоединен к точке соединения конденсатора 9 и диода 10. Последовательно соединенные конденсатор 9 и диод 10 образуют пусковую цепь включенную параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора 1.The control transistor 1, the emitter and the collector is connected to the input and output terminals, respectively. A differential amplifier is made on transistors 4, 5 and resistor 6, and the emitters of transistors 4, 5 are connected to a common bus through a resistor 6, the collector of transistor 5 is connected to the base of the control transistor 1, and the collector of transistor 4 is connected to the output power output. An output voltage divider is made on resistors 2 and 3, the output of which is connected to the base of transistor 4. The same zener diodes 7 and 11 are turned on in the opposite direction, while the cathode of the zener diode 11 is connected to a common bus, and the cathode of the zener diode 7 is connected to the connection point of the base of the transistor 5 and the limiting resistor 8, the other terminal of which is connected to the connection point of the capacitor 9 and diode 10. The series-connected capacitor 9 and diode 10 form a starting circuit connected in parallel with the emitter-collector junction of the transistor ra 1.

Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.Compensation stabilizer DC voltage operates as follows.

При подаче на вход стабилизатора входного напряжения происходит заряд конденсатора 9 через ограничительный резистор 8, это создает условие для открывания транзистора 5 дифференциального усилителя, а затем и регулирующего транзистора 1, в результате на выходе стабилизатора появляется напряжение. Диод 10 исключает протекание тока заряда конденсатора 9 через делитель выходного напряжения и нагрузку, что повышает надежность запуска. При достижении выходным напряжением номинального значения стабилизатор переходит в режим с отрицательной обратной связью. После выхода на рабочий режим прохождение тока через конденсатор 9 прекращается и соответственно полностью исключается потребление мощности пусковой цепью.When an input voltage is applied to the input of the stabilizer, the capacitor 9 is charged through the limiting resistor 8, this creates a condition for opening the transistor 5 of the differential amplifier, and then the regulating transistor 1, as a result, the voltage appears at the output of the stabilizer. The diode 10 eliminates the flow of the charge current of the capacitor 9 through the output voltage divider and the load, which increases the reliability of the start. When the output voltage reaches the nominal value, the stabilizer enters the negative feedback mode. After reaching the operating mode, the passage of current through the capacitor 9 is stopped and, accordingly, power consumption by the starting circuit is completely eliminated.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется при помощи дифференциального усилителя на транзисторах 4 и 5 (входными сигналами которого служат выходное напряжение делителя на резисторах 2, 3 и опорное напряжение стабилитронов 7, 11) воздействующего на регулирующий транзистор 1 таким образом, что выходное напряжение возвращается на установленный уровень с заданной точностью.The output voltage is stabilized by means of a differential amplifier on transistors 4 and 5 (the input signals of which are the output voltage of the divider on resistors 2, 3 and the reference voltage of the zener diodes 7, 11) acting on the control transistor 1 so that the output voltage returns to the set level with given accuracy.

В случае прототипа, приемлемая температурная стабильность выходного напряжения обеспечивается при использовании в качестве стабилитрона 7, 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 отличающееся от 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 7, 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 different from 6 V. For other stabilization voltages, a significant temperature coefficient of the stabilization voltage limits the range of operating temperatures of the device.

Использование в качестве стабилитрона 7 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 7, 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 7, 11, а значит и расширение диапазона рабочих температур устройства, что существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого компенсационного стабилизатора постоянного напряжения.The use of an avalanche zener diode 7 as a 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 11, of the same type as Zener diode 7, 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. communication devices ", M .: Communication, 1975, S. 184), providing Mutual compensation of the stabilization voltage coefficients of the stabilitrons 7, 11, and hence the expansion of the operating temperature range of the device, which significantly expands the functionality of the proposed compensation DC voltage stabilizer.

Claims (1)

Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттером и коллектором соединенный с соответственно входным и выходным выводами; дифференциальный усилитель, выполненный на двух транзисторах и резисторе, причем эмиттеры транзисторов подсоединены к общей шине через резистор, коллектор первого транзистора подключен к базе регулирующего транзистора, а коллектор второго транзистора соединен с выходным силовым выводом; делитель выходного напряжения, выполненный на двух резисторах, выход которого соединен с базой второго транзистора; первый стабилитрон, катод которого подключен к точке соединения базы первого транзистора и ограничительного резистора, другой вывод которого подключен к точке соединения конденсатора и диода; пусковую цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и диода, включенную параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора, отличающийся тем, что в устройство введен второй стабилитрон, однотипный первому стабилитрону, причем второй стабилитрон включен встречно первому стабилитрону, анодом - к аноду первого стабилитрона, а катодом - к общей шине.
Figure 00000001
Compensating DC voltage stabilizer containing a control transistor, an emitter and a collector connected to respectively the input and output terminals; a differential amplifier made on two transistors and a resistor, the emitters of the transistors connected to a common bus through a resistor, the collector of the first transistor connected to the base of the regulating transistor, and the collector of the second transistor connected to the output power output; an output voltage divider made on two resistors, the output of which is connected to the base of the second transistor; the first zener diode, the cathode of which is connected to the connection point of the base of the first transistor and the limiting resistor, the other terminal of which is connected to the connection point of the capacitor and diode; a starting circuit, consisting of a series-connected capacitor and a diode, connected in parallel with the emitter-collector junction of the regulating transistor, characterized in that a second zener diode is inserted into the device, of the same type as the first zener diode, with the second zener diode connected opposite to the first zener diode, the anode to the anode of the first zener diode, and cathode to a common bus.
Figure 00000001
RU2016100582/07U 2016-01-11 2016-01-11 DC COMPENSATION STABILIZER RU165174U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100582/07U RU165174U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 DC COMPENSATION STABILIZER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100582/07U RU165174U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 DC COMPENSATION STABILIZER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU165174U1 true RU165174U1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57122442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100582/07U RU165174U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 DC COMPENSATION STABILIZER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU165174U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191748U1 (en) * 2018-12-29 2019-08-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" DC COMPENSATION STABILIZER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191748U1 (en) * 2018-12-29 2019-08-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" DC COMPENSATION STABILIZER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107528298B (en) Protection circuit of electronic load and electronic load
RU2755670C1 (en) Voltage stabilizer for supply of electronic circuits
CN114995570A (en) High-precision low-temperature-drift reference voltage circuit and debugging method thereof
RU165174U1 (en) DC COMPENSATION STABILIZER
JP6751679B2 (en) Charging device
RU162000U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU191748U1 (en) DC COMPENSATION STABILIZER
CN110635541A (en) Battery charging device
RU165163U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU2727713C1 (en) Electronic circuit supply voltage stabilizer
RU149612U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU148943U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU163225U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU165171U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
CN206542330U (en) A kind of auto-excitation type Buck converters based on controllable accurate source of stable pressure
RU154069U1 (en) PULSE VOLTAGE STABILIZER
RU147519U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU162020U1 (en) DC ELECTRONIC STABILIZER
CN110165889A (en) A kind of low dropout voltage regulator device
RU161999U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU2472203C1 (en) Compensation stabiliser of dc voltage
RU146819U1 (en) DC VOLTAGE STABILIZER
RU209200U1 (en) DC Voltage Stabilizer
RU2775059C1 (en) Method for constructing a constant voltage stabilizer
RU2314558C1 (en) Compensating stabilizer of constant voltage

Legal Events

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

Effective date: 20160820