RU2488156C1

RU2488156C1 - Voltage stabiliser

Info

Publication number: RU2488156C1
Application number: RU2012121535/08A
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Волобуев; Аркадий Владимирович Макаров; Дмитрий Александрович Семдянов
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-07-20

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: stabiliser contains a transistor, whose collector is the input of the device, the emitter is the output of the device and the base is connected through a phototransistor to the collector and through a resistor to the emitter and the anode of a light-emitting diode which is optically connected to the phototransistor, the cathode of the light-emitting diode being connected through a stabilitron to a common wire.

EFFECT: high efficiency owing to reduced loss on controlling the control transistor.

1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано при разработке и изготовлении вторичных источников электропитания, содержащих в качестве стабилизирующего устройства линейный аналоговый стабилизатор напряжения компенсационного типа с фиксированным значением выходного напряжения.The invention relates to electronic equipment and can be used in the development and manufacture of secondary power supplies containing, as a stabilizing device, a linear analog compensated voltage stabilizer with a fixed value of the output voltage.

Известен стабилизатор напряжения (У.Титце, К.Шенк. Полупроводниковая схемотехника./ Под ред. А.Г.Алесенко, М., «Мир», 1982 г., стр.257 рис.16.5), содержащий транзистор, коллектор которого является входом устройства, эмиттер является выходом устройства, база подключена через резистор к его коллектору и через стабилитрон к общему проводу.Known voltage stabilizer (W. Titze, K. Schenk. Semiconductor circuitry. / Ed. By A.G. Alesenko, M., Mir, 1982, p. 257 Fig. 16.5), containing a transistor, the collector of which is the input of the device, the emitter is the output of the device, the base is connected through a resistor to its collector and through a zener diode to a common wire.

Недостатком этого стабилизатора является низкий коэффициент стабилизации.The disadvantage of this stabilizer is the low stabilization coefficient.

Известен стабилизатор напряжения (RU 2313819 C1) - прототип, содержащий первый транзистор, первый резистор, второй транзистор, второй резистор, стабилитрон. База первого транзистора подключена через первый резистор к его коллектору, который является входом устройства, и коллектору второго транзистора, эмиттер которого подключен через стабилитрон к общему проводу и через второй резистор к эмиттеру первого транзистора, база второго транзистора подключена к эмиттеру первого транзистора, являющемуся выходом устройства.Known voltage stabilizer (RU 2313819 C1) is a prototype containing a first transistor, a first resistor, a second transistor, a second resistor, a zener diode. The base of the first transistor is connected through the first resistor to its collector, which is the input of the device, and to the collector of the second transistor, the emitter of which is connected through a zener diode to the common wire and through the second resistor to the emitter of the first transistor, the base of the second transistor is connected to the emitter of the first transistor, which is the output of the device .

Недостатком такой конструкции является то, что ток через управляющий резистор 2 зависит от разницы входного и выходного напряжений, а его избыток рассеивается в виде тепла на транзисторе 3, из-за чего данный стабилизатор имеет низкий КПД.The disadvantage of this design is that the current through the control resistor 2 depends on the difference between the input and output voltages, and its excess is dissipated in the form of heat on the transistor 3, due to which this stabilizer has a low efficiency.

Техническим результатом является повышение КПД за счет снижения потерь на управление регулирующим транзистором.The technical result is to increase the efficiency by reducing the loss of control of the regulating transistor.

Для достижения поставленного результата в стабилизатор напряжения введены фототранзистор, с проводимостью, уменьшающейся с увеличением светового потока, включенный между базой и коллектором транзистора и оптически связанный с фототранзистором светодиод, анод которого подключен к эмиттеру транзистора, катод через стабилитрон подключен к общему проводу.To achieve the result, a phototransistor is introduced into the voltage stabilizer, with a conductivity decreasing with increasing light flux, a LED is connected between the base and collector of the transistor and the LED is optically connected to the phototransistor, the anode of which is connected to the emitter of the transistor, and the cathode is connected to a common wire through a zener diode.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого стабилизатора напряжения, где обозначено:The drawing shows a structural diagram of the proposed voltage stabilizer, where indicated:

1 - транзистор;1 - transistor;

2 - фототранзистор;2 - phototransistor;

3 - резистор;3 - resistor;

4 - оптически связанный с фототранзистором светодиод;4 - LED optically coupled to a phototransistor;

5 - стабилитрон.5 - zener diode.

Технический результат, заключающийся в увеличении коэффициента полезного действия за счет снижения потерь на управлении транзистором, обеспечивается за счет управления проводимостью фототранзистора, что ведет к исключению избыточного тока.The technical result, which consists in increasing the efficiency by reducing losses on the control of the transistor, is achieved by controlling the conductivity of the phototransistor, which eliminates excess current.

Постоянное входное напряжение подается относительно общего провода на коллектор транзистора, режим работы которого определяется величиной его базового тока. В случае уменьшения выходного напряжения стабилизатора по причине воздействия произвольного фактора уменьшается ток, протекающий через светодиод 4, в результате увеличивается проводимость фототранзистора 2 и увеличивается ток базы транзистора 1, что в свою очередь приводит большему отпиранию транзистора 1, т.е. уменьшению сопротивления участка коллектор-эмиттер, а это приводит к возрастанию потенциала эмиттера транзистора 1, т.е. увеличению выходного напряжения стабилизатора.A constant input voltage is supplied relative to the common wire to the collector of the transistor, the mode of operation of which is determined by the value of its base current. In the case of a decrease in the output voltage of the stabilizer due to the influence of an arbitrary factor, the current flowing through the LED 4 decreases, as a result, the conductivity of the phototransistor 2 increases and the base current of the transistor 1 increases, which in turn leads to a larger unlocking of the transistor 1, i.e. reducing the resistance of the collector-emitter section, and this leads to an increase in the emitter potential of the transistor 1, i.e. increase the output voltage of the stabilizer.

В случае увеличения выходного напряжения стабилизатора увеличивается ток протекающий через светодиод 4, в результате чего уменьшается проводимость фототранзистора 2 и уменьшается ток базы транзистора 1. Это приводит к подзапиранию транзистора 1, т.е. увеличению сопротивления участка коллектор-эмиттер, а это приводит к уменьшению потенциала эмиттера транзистора 1, т.е. уменьшению выходного напряжения стабилизатора.In the case of an increase in the output voltage of the stabilizer, the current flowing through the LED 4 increases, as a result of which the conductivity of the phototransistor 2 decreases and the base current of the transistor 1 decreases. This leads to blocking of the transistor 1, i.e. increase the resistance of the collector-emitter section, and this leads to a decrease in the emitter potential of the transistor 1, i.e. reduce the output voltage of the stabilizer.

Данное изобретение может быть реализовано на основе следующих элементов:The present invention can be implemented based on the following elements:

1) Транзистор 1 - MJE150 32G ON Semiconductor.1) Transistor 1 - MJE150 32G ON Semiconductor.

2) Оптически связанные фототранзистор 2 и светодиод 4 - Оптопара транзисторная G3VM-353G OMRON.2) Optically coupled phototransistor 2 and LED 4 - Transistor optocoupler G3VM-353G OMRON.

3) Резистор 3 - P1-12-0,125-750 Ом ± 5% - Н.3) Resistor 3 - P1-12-0,125-750 Ohm ± 5% - N.

4) Стабилитрон - BZX84J-B8V2 NXP.4) Zener diode - BZX84J-B8V2 NXP.

Claims

A voltage stabilizer containing a transistor, the collector of which is the input of the device, the emitter is the output of the device, a zener diode and a resistor, characterized in that the base of the transistor is connected through its phototransistor to its collector and through the resistor is connected to its emitter and an anode of an LED optically connected to the phototransistor, the cathode of which through a zener diode is connected to a common wire.