SU1737623A1 - Зар дное устройство - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве зар дного устройства дл  аккумул торной батареи и как источник электропитани  со стабильным напр жением и защитой по току. Сущность изобретени ; последовательно в цепь нагрузки включен транзисторный генератор тока. Режим работы генератора токэ задаетс  делителем напр жени  и опорным элементом, ток которых определ етс  транзистором. Этот транзистор управл етс  через другой транзистор от делител  напр жени , включенного параллельно нагрузке. Переменный резистор делител  задает напр жение стабилизации, а опорный элемент работает в режиме точки наибольшей крутизны характеристики дифференциального сопротщшени . Изменение сопротивлени  нагрузки формирует на опорном элементе управл ющий сигнал, 2 ил.(Л

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах стабилизированного электропитани  различных электронных устройств, а также дл  зар да различных аккумул торов. Оба режима работы равноценны.

По схемоте нике к аналогам можно отнести известнее устройство, которое имеет другую вольт-амперную характеристику и не предусматривает схему отключени  по окончании зар да аккумул торов. По принципу работы более близкими аналогами  вл ютс  устройства, вольт-амперна  характеристика которых имеет большой нелинейный участок из-за плавного перехода от режима стабилизации тока к режиму стабилизации напр жени , поэтому при малых токах практически не работает. Нижний предел стабилизированного напр жени  на выходе слишком высок и не может достигать 1,5 В, Наиболее близкое по назначению устройство, прин тое за прототип, при малых токах за чет большого нелинейного участка вольт-амперной характеристики имеет вольт-амперную характеристику, отличающуюс  от идеального пр моугольника (на фиг.1 обозначена а).

Предлагаемое устройство имеет вольтамперную характеристику, близкую к идеальной (на фиг,1 обозначена 9), кроме того, оно имеет более широкий диапазон регулировки стабилизированного напр жени , особенно важно его расширение в нижнюю сторону до 1.1 В, так как напр жение большинства аккумул торов 1,5 В,

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства и улучшение вольт-амперной характеристики, то есть приближение ее к идеальной в широком диапазоне задани  токов и напр жени;.

Зар дное устройство содержит управл емый генератор стабильного тока с задающим ток резистором, включенный последовательно с нагрузкой. Режим составного транзистора генератора тока задан оптимальным с помощью делител  напр жени , потенциал на котором стабилизирован параллельно включенным опорным элементом. Током через опорный элемент и делитель управл ет транзистор, который в свою очередь управл етс  транзистором с выхода устройства отделител , состо щего , из резистора и опорного элемента. Управл ющий сигнал, формируетс  опорным элементом . Поскольку режим.его задан в точке наибольшей крутизны характеристики зависимости дифференциального сопротивлени  от тока, то вс кое перераспределение тока, возникающее из-за изменени  сопротивлени  нагрузки, формирует на нем управл ющий сигнал. Коллектор последнего транзистора подключен через резистор к -нижнему выводу опорного элемента, стабилизирующего напр жение на делителе управл емого генератора тока. Способ стабилизации напр жени  формированием сигнала на измен ющемс  дифференциальном сопротивлении опорного элемента в зависимости от нагрузки позвол ет получать высокую степень стабильности наорйжени  в широких пределах изменени  нагрузки: от режима холостого хода до критического значени  тока, при котором устройство переходит в режим стабилизации тока. Прототип в режиме холостого хода не способен стабилизировать напр жение, и оно поднимаетс  до напр жени  питани .

На фиг.1 изображены вольт-амперные характеристики: прототипа - а и предлагаемого устройства - /3 ; на фиг.2 - принципиальна  электрическа  схема..

Зар дное устройство содержит транзистор 1, управл емый с выхода устройства транзистором 2, генераторы 3,4 стабильного тока на составном транзисторе, стабилитрон 5, стабистор 6, резистор 7, формирующий сигнал управлени  транзистором 2, токоограничивающий резистор 8, резмстивные делители 9.10, подбираемые так, чтобы транзисторы 3 и 4 работали в оптимальном режиме, резистор 11. обеспечивающий необходимый режим генератора тока при коротком замыкании на выходе устройства, переменный резистор 12. задающий напр жение стабилизации , резистор 13, задающий ток транзистора 3. резисторы 14,15, задающие величину стабильного тока зар да, конденсаторы 16.17, уменьшающие переменную составл ющую от возбуждени  и помех,

входные клеммы 18,19. на которые подаетс  выпр мленное и отфильтрованное напр жение от понижающего трансформатора, выходные клеммы 20,21, к которым подключаетс  нагрузка.

Устройство работает в дв/х режимах как зар дное устройство и как стабилизированный источник напр жени  с фиксированным током короткого замыкани .

Работа Б режиме зар да аккумул торов: выставл ютс  оптимальный ток зар да резисторов 14 и напр жение, до которого производитс  зар д,резистором 12; резистор 11 можно подобрать так, что начальный ток

будет чуть меньше оптимального, если аккумул торы сильно разр жены. Во врем  зар да устройство работает в режиме стабилизатора тока. Как только напр жение на аккумул торе достигает номинального,

уменьшаетс  дифференциальное сопротивление опорного элемента 6, приоткрываетс  транзистор 1 и подзакрываеттранзистор 2, который подзакрывает транзисторы 3 и 4, и устройство переходит в режим стабилизации напр жени ; если напр жение на аккумул торах понизитс , увеличиваетс  дифференциальное сопротивление опорного элемента 6, подзакрываетс  транзистор 1, открываетс  транзистор 2 и открывает

транзисторы 3 и 4, режим которых задан так, что ток через аккумул торы будет близок к зар дному.

Работа в режиме стабилизации напр жени : резистором 14 аыставлгют максимальный ток, при котором устройство переходит в режим стабилизации тока, а резистором 12 - напр жение стабилизации. Резистор 12 выбран такой величины, что во всем диапазоне рабочих напр жений крутизна характеристики зависимости дифференциального сопротивлени  стабистора б от тока максимальна.

Пусть сопротивление нагрузки уменьшилось , уменьшаетс  и ток через базовый

делитель транзистора 1, возрастает дифференциальное сопротивление стабистора 6, увеличиваетс  падение напр жени  на нем, подзакрываетс  транзистор 1 и приоткрываетс  транзистор 2, который приоткрывает

транзисторы 3 и 4, поддерживающие напр жение на выходе неизменным. Как только сопротивление нагрузки становитс  таким, что ток через нее достигает заданной резистором 14 максимальной величины, транзиТранзистор 1 выбираетс  с допустимым значением напр жени  база-эмиттер, соизмеримым с диапазоном максимального выходного напр жени , например КТ203А; транзистор2-типа КТ501, транзисторы 3 и 4 - типа КТ815; если необходимо расширить пределы по току, транзистор 4 можно вз ть большей мощности; стабистор 6 - типа 7ГЕ1АС или КС107А, от него зависит нижНИУ предел стабилизируемых напр жений.

При перечисленных выше элементах устройство обеспечивает нижний предел стабилизации по напр жению 1.1 В, верхний зависит от питающего напр жени ; пределы стабилизации по току от 1 мА до 1 А, в этих пределах устройство работает практически без изменени  вольт-амперной характеристики .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Зар дное устройство, содержащее транзисторный генератор тока, подключенный эмиттером через токозадающий переменный резистор к одной входной клемме дл  подключени  источника питани , а коллектором - к первой выгодной клемме, о тличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и улучшени  вольт-амперной характеристики, транзисторный генератор тока подключен к базовому делителю напр жени , параллельно которому включен опорный элемент,

   подключенный параллельно входным клеммам через коллекторно-эмиттерную цепь первого транзистора, база которого соединена с коллектором второго транзистора, подключенным через коллекторный резистор параллельно нагрузке, а базой соединенным с вторым делителем напр жени , включенным параллельно выходным клеммам и образованным опорным элементом, работающим в токе максимальной крутизны

   характеристики дифференциального сопротивлени  и соединенного одним выводом с коллектором транзисторного генератора тока , а другим - с переменным резистором.

   1 /нА)

   Фиг.2,