RU2375738C1

RU2375738C1 - Constant voltage stabiliser

Info

Publication number: RU2375738C1
Application number: RU2008146269/09A
Authority: RU
Inventors: Николай Григорьевич Буковшин (RU); Николай Григорьевич Буковшин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date: 2008-11-24
Filing date: 2008-11-24
Publication date: 2009-12-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention refers to electric engineering and can be used in secondary power supplies for radio equipment. This is achieved by the fact that following elements have been introduced into stabiliser: chain consisting of connected in series diode (13) and resistor (14) and connected in parallel to auxiliary constant voltage source (2); additional transistor (15) the base of which is connected to connection point of diode (14) and resistor (13) of the chain. Emitter of additional transistor (15) is connected with positive terminal of primary source of constant voltage (1), and collector is connected with positive terminal of auxiliary constant voltage source (2).

EFFECT: stabiliser reliability improvement and providing operability both in emergency mode in case of voltage failure in auxiliary constant voltage source and in case of switchover to backup power supply, for example to accumulator battery.

2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоаппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power sources of radio equipment.

Известны стабилизаторы напряжения постоянного тока по а.с. 838687 G05F 1/58, а.с. 1619241, G05F 1/569, содержащие регулирующий транзистор и согласующие транзисторы, которые имеют раздельное питание от основного и вспомогательного источников напряжения.Known DC voltage stabilizers for AS 838687 G05F 1/58, a.s. 1619241, G05F 1/569, containing a control transistor and matching transistors that are separately powered from the main and auxiliary voltage sources.

Недостатком известных стабилизаторов является то, что они не могут обеспечить получение необходимого напряжения на выходе в случае пропадания напряжения вспомогательного источника напряжения по причине выхода из строя или обрыва токопроводящего провода.A disadvantage of the known stabilizers is that they cannot provide the necessary voltage at the output in case of loss of voltage of the auxiliary voltage source due to failure or breakage of the conductive wire.

Известны также источники стабилизированного напряжения по а.с. 1735832, G05F 1/569, а.с. 1742806, G05F 1/569, обладающие повышенным к.п.д. за счет раздельного питания регулирующего и согласующих транзисторов, причем в указанных источниках напряжение вспомогательного источника формируется дополнительным сглаживающим DC-фильтром.Sources of stabilized voltage according to A.S. are also known. 1735832, G05F 1/569, a.s. 1742806, G05F 1/569, with increased efficiency due to the separate supply of control and matching transistors, and in these sources, the voltage of the auxiliary source is formed by an additional smoothing DC filter.

Недостатком этих источников стабилизированного напряжения является невозможность получения выходного напряжения в случае пропадания напряжения вспомогательного источника по причине выхода из строя выпрямителя или обрыва токопроводящего провода.The disadvantage of these sources of stabilized voltage is the inability to obtain the output voltage in case of loss of voltage of the auxiliary source due to failure of the rectifier or breakage of the conductive wire.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор напряжения по а.с. 849174, G05F 1/56, принятый за прототип.Closest to the technical nature of the proposed one is a voltage stabilizer as. 849174, G05F 1/56, adopted as a prototype.

На фиг.1 приведена схема стабилизатора-прототипа, где обозначено:Figure 1 shows a diagram of a stabilizer prototype, where indicated:

1 - основной источник постоянного напряжения;1 - the main source of constant voltage;

2 - вспомогательный источник постоянного напряжения;2 - auxiliary source of constant voltage;

3 - регулирующий транзистор;3 - regulating transistor;

4, 5 - первый и второй согласующие транзисторы;4, 5 - the first and second matching transistors;

6 - плавкий предохранитель;6 - fuse;

7 - нагрузочный резистор усилитель постоянного тока;7 - load resistor DC amplifier;

8 - усилитель постоянного тока (УПТ);8 - DC amplifier (UPT);

9, 10 - резисторы смещения;9, 10 - bias resistors;

11, 12 - клеммы для подключения нагрузки.11, 12 - terminals for connecting the load.

Стабилизатор-прототип содержит основной 1 и вспомогательный 2 источники постоянного напряжения, регулирующий транзистор 3, коллектор которого подключен к основному источнику постоянного напряжения 1, и первый 4 и второй 5 согласующие транзисторы, коллекторы которых через быстродействующий плавкий предохранитель 6 соединены со вспомогательным источником постоянного напряжения 2. Первый резистор 7 является нагрузкой УПТ 8, входом включенного между клеммами 11 и 12, второй 9 и третий 10 резисторы - резисторами смещения для транзисторов 3, 4. Клеммы 11 и 12 служат для подключения нагрузки стабилизатора.The prototype stabilizer contains the main 1 and auxiliary 2 sources of constant voltage, the regulating transistor 3, the collector of which is connected to the main source of constant voltage 1, and the first 4 and second 5 matching transistors, the collectors of which are connected via a high-speed fuse 6 to the auxiliary source of constant voltage 2 The first resistor 7 is the load of the CTF 8, the input connected between the terminals 11 and 12, the second 9 and the third 10 resistors - bias resistors for transistors 3, 4. Terminal 11 and 12 are used to connect the stabilizer loading.

Стабилизатор-прототип работает следующим образом. Ток коллекторов согласующих транзисторов 4 и 5 на порядок меньше тока коллектора регулирующего транзистора 3. При коротком замыкании на выходе стабилизатора ток через предохранитель 6 увеличивается в несколько раз, что приводит к его форсированному сжиганию. В результате снимается напряжение питания с коллекторов согласующих транзисторов 4 и 5 и с УПТ 8. При этом ток базы транзистора 3 отсутствует, и транзистор 3 запирается.The prototype stabilizer works as follows. The collector current of the matching transistors 4 and 5 is an order of magnitude less than the collector current of the regulating transistor 3. With a short circuit at the output of the stabilizer, the current through the fuse 6 increases several times, which leads to its forced combustion. As a result, the supply voltage is removed from the collectors of the matching transistors 4 and 5 and from the CTF 8. In this case, the base current of the transistor 3 is absent, and the transistor 3 is locked.

Недостатком стабилизатора-прототипа является то, что он не может обеспечить получение необходимого напряжения на его выходе как в случае подключения только к основному источнику питания, используемого в качестве резервного, например аккумуляторной батареи, так и в аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного питания.The disadvantage of the prototype stabilizer is that it cannot provide the necessary voltage at its output both in the case of connecting only to the main power source used as a backup, such as a battery, and in emergency mode in case of loss of auxiliary power voltage.

Задачей предлагаемого стабилизатора является повышение надежности стабилизатора и обеспечение работоспособности как в аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного источника постоянного напряжения, так и в случае перехода на резервный источник питания, например аккумуляторную батарею.The objective of the proposed stabilizer is to increase the reliability of the stabilizer and ensure operability both in emergency mode in the event of a power failure of the auxiliary DC voltage source, and in the case of a transition to a backup power source, such as a battery.

Для решения поставленной задачи в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основной и вспомогательный источники постоянного напряжения, регулирующий транзистор, коллектор которого подсоединен к положительному выводу основного источника постоянного напряжения, а эмиттер - к соответствующей выходной клемме, первый и второй согласующие транзисторы, коллекторы которых соединены между собой и положительным выводом вспомогательного источника напряжения, усилитель постоянного тока (УПТ), вход которого подключен к выходным клеммам, а выход - к базе второго согласующего транзистора и через нагрузочный резистор - к положительному выводу вспомогательного источника постоянного напряжения, отрицательный вывод которого, а также отрицательный вывод основного источника постоянного напряжения, выводы первого и второго резисторов смещения общим выводом подсоединены к соответствующей выходной клемме, при этом второй вывод первого резистора смещения подключен к базе первого и эмиттеру второго согласующих транзисторов, второй вывод второго резистора смещения подключен к эмиттеру первого согласующего транзистора и базе регулирующего транзистора, согласно изобретению введены дополнительный транзистор и цепочка из последовательно соединенных диода и резистора, включенная параллельно вспомогательному источнику постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с коллектором дополнительного транзистора, база которого подключена к точке соединения диода и резистора цепочки, эмиттер дополнительного транзистора соединен с положительным выводом основного источника постоянного напряжения.To solve this problem, a DC voltage stabilizer containing the main and auxiliary DC voltage sources, a control transistor, the collector of which is connected to the positive terminal of the main DC voltage source, and the emitter to the corresponding output terminal, the first and second matching transistors, the collectors of which are interconnected and a positive output of an auxiliary voltage source, a direct current amplifier (DC), the input of which is connected to the output terminals and the output goes to the base of the second matching transistor and through the load resistor to the positive terminal of the auxiliary DC voltage source, the negative terminal of which, as well as the negative terminal of the main DC voltage source, the terminals of the first and second bias resistors are connected to the corresponding output terminal by a common terminal, when the second terminal of the first bias resistor is connected to the base of the first and emitter of the second matching transistors, the second terminal of the second bias resistor is connected to the emitter of the first matching transistor and the base of the regulating transistor, according to the invention introduced an additional transistor and a chain of series-connected diode and resistor, connected in parallel with the auxiliary DC voltage source, the positive output of which is connected to the collector of the additional transistor, the base of which is connected to the connection point of the diode and the resistor of the chain, the emitter of the additional transistor is connected to the positive terminal of the main constant voltage source.

На фиг.2 представлена схема предлагаемого стабилизатора, где обозначено:Figure 2 presents a diagram of the proposed stabilizer, where indicated:

3 - регулирующий транзистор;3 - regulating transistor;

4, 5 - первый и второй согласующие транзисторы; 7 - нагрузочный резистор УПТ;4, 5 - the first and second matching transistors; 7 - load resistor UPT;

9, 10 - первый и второй резисторы смещения;9, 10 - the first and second bias resistors;

14 - резистор;14 - resistor;

11, 12 - выходные клеммы для подключения нагрузки;11, 12 - output terminals for connecting the load;

13 - диод;13 - diode;

15 - дополнительный транзистор.15 - additional transistor.

Предлагаемый стабилизатор содержит регулирующий транзистор 3, подключенный коллектором к положительному выводу основного источника напряжения 1, эмиттером - к выходной клемме 11, а базой - к эмиттеру первого согласующего транзистора 4. При этом точка соединения коллекторов согласующих транзисторов 4 и 5 подключена к положительному выводу вспомогательного источника напряжения 2. База первого согласующего транзистора 4 соединена с эмиттером второго согласующего транзистора 5, база которого соединена с выходом УПТ 8 и через нагрузочный резистор 7 - к положительному выводу вспомогательного источника напряжения 2. Один из выводов каждого резистора смещения 9 и 10 соединены общим выводом с отрицательными выводами основного 1 и вспомогательного 2 источников напряжения, подключенным к клемме 12. Другой вывод первого резистора смещения 9 соединен с базой первого согласующего транзистора 4, а другой вывод второго резистора смещения 10 - к базе регулирующего транзистора 3, коллектор которого подсоединен к точке соединения положительного вывода основного источника напряжения 1 и эмиттера дополнительного транзистора 15, коллектор которого подсоединен к коллектору первого согласующего транзистора 4. Между положительным выводом вспомогательного источника напряжения 2 и общим выводом включена цепочка из последовательно соединенных диода 13 и резистора 14. Дополнительный транзистор 15 эмиттером соединен с коллектором регулирующего транзистора 3, коллектором - с положительным выводом вспомогательного источника постоянного напряжения 2, а базой - с точкой соединения диода 13 и резистора 14. Входные выводы УПТ 8 подсоединены к выходным клеммам для подключения нагрузки 11 и 12.The proposed stabilizer contains a control transistor 3 connected by a collector to the positive terminal of the main voltage source 1, the emitter to the output terminal 11, and the base to the emitter of the first matching transistor 4. Moreover, the connection point of the collectors of the matching transistors 4 and 5 is connected to the positive terminal of the auxiliary source voltage 2. The base of the first matching transistor 4 is connected to the emitter of the second matching transistor 5, the base of which is connected to the output of the UPT 8 and through the load resis OP 7 - to the positive terminal of the auxiliary voltage source 2. One of the terminals of each bias resistor 9 and 10 is connected by a common terminal to the negative terminals of the main 1 and auxiliary 2 voltage sources connected to terminal 12. The other terminal of the first bias resistor 9 is connected to the base of the first matching transistor 4, and the other terminal of the second bias resistor 10 to the base of the regulating transistor 3, the collector of which is connected to the junction of the positive terminal of the main voltage source 1 and emitter an additional transistor 15, the collector of which is connected to the collector of the first matching transistor 4. Between the positive terminal of the auxiliary voltage source 2 and the common terminal, a chain of diode 13 and resistor 14 is connected in series. An additional transistor 15 is connected by an emitter to the collector of the regulating transistor 3, and the collector to the positive the output of the auxiliary DC voltage source 2, and the base with the connection point of the diode 13 and resistor 14. The input terminals of the UPT 8 are connected to the output th terminals for connecting the load 11 and 12.

Предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.The proposed DC voltage stabilizer operates as follows.

При одновременном поступлении напряжений от основного 1 и вспомогательного 2 источников постоянного напряжения стабилизатор работает обычным образом, при этом величина напряжения питания вспомогательного источника 2 больше величины напряжения питания основного источника 1, поэтому дополнительный транзистор 15 закрыт.With the simultaneous supply of voltages from the main 1 and auxiliary 2 constant voltage sources, the stabilizer operates in the usual way, while the voltage of the auxiliary source 2 is greater than the voltage of the main source 1, so the additional transistor 15 is closed.

В аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного источника постоянного напряжения 2 или подключения стабилизатора только к основному источнику постоянного напряжения 1, используемого в качестве резервного, например аккумуляторной батареи, дополнительный транзистор 15 открывается и коллекторы согласующих транзисторов 4 и 5 подключаются через его эмиттерно-коллекторный переход к положительному выводу основного источника постоянного напряжения 1, и работа стабилизатора восстанавливается.In emergency mode, in case of loss of voltage of the auxiliary constant voltage source 2 or the stabilizer is connected only to the main constant voltage source 1, used as a backup, for example, battery, the additional transistor 15 opens and the collectors of the matching transistors 4 and 5 are connected through its emitter-collector junction to the positive conclusion of the main source of constant voltage 1, and the stabilizer is restored.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения обеспечивает питание потребителя стабильным напряжением как в случае перехода на резервный источник питания (аккумуляторная батарея), так и в аварийном режиме в случае пропадания напряжения вспомогательного источника, кроме того, обладает повышенной надежностью по сравнению с прототипом.Thus, the proposed DC voltage stabilizer provides power to the consumer with a stable voltage both in case of switching to a backup power source (battery), and in emergency mode in case of loss of voltage of the auxiliary source, in addition, it has increased reliability compared to the prototype.

Claims

A voltage stabilizer containing the main and auxiliary DC voltage sources, a regulating transistor, the collector of which is connected to the positive terminal of the main DC voltage source, and the emitter to the corresponding output terminal, the first and second matching transistors, the collectors of which are connected to each other and the positive terminal of the auxiliary voltage source , DC amplifier (UPT), the input of which is connected to the output terminals, and the output to the base of the second matching transistor and through the load resistor - to the positive terminal of the auxiliary DC voltage source, the negative terminal of which, as well as the negative terminal of the main DC voltage source, the terminals of the first and second bias resistors are connected to the corresponding output terminal by the common terminal, while the second terminal of the first bias resistor is connected to base of the first and emitter of the second matching transistors, the second output of the second bias resistor is connected to the emitter of the first matching transistor and b a control transistor, characterized in that an additional transistor and a chain of diode and resistor connected in series are connected in parallel with an auxiliary DC voltage source, the positive output of which is connected to the collector of an additional transistor, the base of which is connected to the junction point of the diode and the resistor of the circuit, the emitter of the additional transistor connected to the positive terminal of the main constant voltage source.