| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2286593
КЛЮЧОВЕ СТАБІЛІЗАТОР постійної напруги
Ім'я винахідника: Буковшін Микола Григорович
Ім'я патентовласника: Федеральне державне унітарне підприємство "Воронезький науково-дослідний інститут зв'язку"
Адреса для листування: 394018, г.Воронеж, вул. Плеханівська, 14, ФГУП Воронезький НДІ зв'язку
Дата початку дії патенту: 2005.06.29
Винахід відноситься до електротехніки для використання у вторинних джерелах живлення. Технічний результат полягає в підвищенні надійності і ККД, зменшення амплітуди пульсації вихідної напруги. Стабілізатор (фіг.2) містить регулюючий транзистор (Т) (7), емітер якого з'єднаний з вхідним виводом, а колектор через DLC фільтр (6) - з вихідним виводом, блок управління (8), керуючий Т (7), який утворює спільно з ним і DLC фільтром (6) замкнуту систему авторегулирования і включений між вхідними та вихідними висновками і базової ланцюгом Т (7), а й Т (14), емітер-колекторний перехід якого підключений до емітер-базовому ланцюзі Т (7), а база з'єднана з резистором (5), і конденсатор (3). Введено два зустрічно-послідовно з'єднаних діода (Д) (4) (15), аноди яких підключені до вхідного і вихідного висновків відповідно, а катоди - до точки з'єднання резистора (5) і конденсатора (3) послідовною RC ланцюга, а інший висновок конденсатора (3) підключений до загального проводу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки і може бути використано у вторинних джерелах живлення.
Відомий імпульсний стабілізатор постійної напруги з захистом по струму по а.с. 1103214, G 05 F 1/58, опубл. 15.07.84, бюл. №26, що забезпечує обмеження кидка струму через регулюючий транзистор при включенні стабілізатора і при короткому замиканні на виході.
Недоліком цього стабілізатора є складність схеми захисту і велика кількість елементів, які не беруть участі в роботі стабілізатора при його функціонуванні після запуску, що призводить до зниження експлуатаційної надійності.
Відомо пристрій захисту від перевантажень і коротких замикань джерела живлення постійного струму по а.с. 1015362, G 05 F 1/58, опубл. 30.04.83, бюл. №16, недоліком якого є низький ККД, обумовлений включенням додаткового транзистора в іншу силову шину.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого є ключовою стабілізатор по а.с. 1201819, G 05 F 1/569, опубл. 30.12.85, бюл. №48, прийнятий за прототип.
 |
Схема стабілізатора-прототипу приведена на фіг.1, де позначено: 1, 2 - вхідні висновки; |
Пристрій-прототип містить складовою регулюючий транзистор 7, емітер якого підключений до вхідного висновку 1, колектор через DLC фільтр 6 - до вихідного висновку 12. Блок управління 8, керуючий складовим транзистором 7 і утворює разом з ним і DLC фільтром 6 замкнуту систему авторегулирования, включений між вхідними висновками 1 і 2 і вихідними висновками 12 і 13 і базової ланцюгом складеного транзистора 7. Резистивний дільник напруги 4, 5 включений паралельно вхідним висновків 1 і 2, конденсатор 3 включений між емітером регулюючого транзистора 7 і загальною точкою резистивного подільника напруги 4, 5 , до якої приєднана база транзистора 14, емітер-колекторний перехід якого підключений до емітер-базовому ланцюзі регулюючого транзистора 7.
СТАБІЛІЗАТОР ПРОТОТИП працює наступним чином
До подачі вхідної напруги на висновки 1 і 2 конденсатор 3 розряджений. Після подачі вхідної напруги блок управління 8 прагне повністю відкрити регулюючий складовою транзистор 7, так як напруга на вихідних висновках 12 і 13 дорівнює нулю. Конденсатор 3 заряджається через базову ланцюг транзистора 14, відкриваючи останній, який шунтує вхід складеного транзистора 7. Завдяки цьому, базовий струм складеного регулюючого транзистора 7 протікає частиною через конденсатор 3 і базу транзистора 14, але в основному - через емітер-колектор транзистора 14. Заряд конденсатора 3 здійснюється з постійною часу, яка визначається величиною ємності конденсатора 3 і еквівалентного опору, утвореного опором резистора 5 і паралельним йому опором вхідного ланцюга транзистора 14 і блоку управління 8. Після заряду конденсатора 3 транзистор 14 буде замкнений, так як потенціал його бази побільшає потенціалу емітера і при подальшій роботі не буде впливати на нормальну роботу ключового стабілізатора. При виключенні стабілізатора конденсатор 3 розряджається через резистор 4, так що він виявляється готовим до повторного пуску.
Недоліком стабілізатора-прототипу є те, що він не забезпечує захист регулюючого складеного транзистора в разі короткого замикання в ланцюзі навантаження, що призводить до зниження експлуатаційної надійності, крім того, паралельно вхідним висновків підключений резистивний дільник напруги, що знижує ККД стабілізатора.
Для усунення зазначених недоліків в ключовий стабілізатор постійної напруги, що містить регулюючий транзистор, емітер якого з'єднаний з вхідним виводом, а колектор через DLC фільтр - з вихідним виводом, блок управління, керуючий регулюючим транзистором і утворює разом з ним і DLC фільтром замкнуту систему авторегулирования, включений між вхідними та вихідними висновками і базової ланцюгом регулюючого транзистора, транзистор, емітер-колекторний перехід якого підключений до емітер-базовому ланцюзі регулюючого транзистора, а база з'єднана з резистором, а й конденсатор, відповідно до винаходу, введені два зустрічно-послідовно з'єднаних діода, аноди яких підключені до вхідного і вихідного висновків відповідно, а катоди - до точки з'єднання резистора і конденсатора послідовної RC ланцюга, а інший висновок конденсатора підключений до загального проводу.
 |
Схема пропонованого ключового стабілізатора постійної напруги наведена на фіг.2, де позначено: 1, 2 - вхідні висновки; |
Пропонований ключовий стабілізатор постійної напруги містить регулюючий транзистор 7, емітером підключений до вхідного висновку 1, колектором через DLC фільтр 6 - до вихідного висновку 12. Блок управління 8, керуючий регулюючим транзистором 7 і утворює разом з ним і DLC фільтром замкнуту систему авторегулирования, включений між вхідними 1 і 2 і вихідними 12 та 13 висновками і базової ланцюгом регулюючого транзистора 7. Транзистор 14, емітер-колекторний перехід якого підключений до емітер-базовому ланцюзі регулюючого транзистора 7, а база через послідовно з'єднані резистор 5 і конденсатор 3 підключена до загального проводу, з'єднує вхідний 2 і вихідний 13 висновки. Катоди першого 4 і другого 15 діодів з'єднані з точкою з'єднання резистора 4 і конденсатора 3 послідовної RC ланцюга. Анод першого діода 4 приєднаний до вхідного висновку 1, анод другого діода 15 з'єднаний з вихідним виводом 12.
ЗАПРОПОНОВАНИЙ КЛЮЧОВЕ СТАБІЛІЗАТОР постійної напруги
Працює наступним чином
При подачі вхідної напруги транзистор 14 відкривається струмом заряду конденсатора 3 через резистор 5 і своїм емітер-колекторним переходом шунтирует вхід регулюючого транзистора 7, закриваючи його. Заряд конденсатора 3 здійснюється з постійною часу, яка визначається величиною ємності конденсатора 3 і опором резистора 5. З цієї ж постійної часу наростає базовий струм регулюючого транзистора 7. Після заряду конденсатора 3 транзистор 14 буде замкнений і при подальшій роботі після пуску не чинитиме впливу на нормальну роботу ключового стабілізатора.
Блок управління 8 починає формувати імпульси управління регулюючим транзистором 7, і стабілізатор входить в усталений режим стабілізації, а транзистор 14 повністю закривається.
Після зняття вхідної напруги конденсатор 3 через діод 4 виявляється підключеним до вхідних висновків 1 і 2 і розряджається за рахунок роботи самого стабілізатора. Це забезпечує швидке відновлення конденсатора 3, і він виявляється готовим до повторного пуску. Вибором ємності конденсатора 3 можна не тільки зменшити, але і повністю виключити кидок пускового струму. Одночасно вибором ємності конденсатора 3 регулюється затримка моменту наростання вихідної напруги і його крутизна.
При короткому замиканні на виході стабілізатора анод діода 15 з'єднується із загальним проводом, внаслідок цього транзистор 14 відкривається і закриває регулюючий транзистор 7, а конденсатор 3 при цьому шунтируется діодом 15 і розріджується до напруги, рівного прямим падіння напруги на діоді 15. Це забезпечує швидке відновлення конденсатора 3, і він виявляється готовим до повторного пуску. Після усунення короткого замикання стабілізатор автоматично запускається і відбувається аналогічний процес обмеження кидка струму через регулюючий транзистор 7, як і при подачі вхідної напруги. Це дозволяє використовувати пропонований ключовий стабілізатор для живлення пристроїв, які експлуатуються на периферійних об'єктах без обслуговуючого персоналу, де можливі короткочасні перевантаження через пускових струмів або дії імпульсних перешкод. При включенні стабілізатора на заздалегідь закороченими навантаження відкритий стан транзистора 14 виключає можливість включення стабілізатора і, отже, проходження через регулюючий транзистор 7 кидка струму короткого замикання.
Блок управління може бути виконаний, наприклад, на мікросхемі 1156ЕУ1 або 142ЕП1.
Пропонований ключовий стабілізатор володіє підвищеною надійністю за рахунок забезпечення захисту від короткого замикання на виході і автоматичного запуску після усунення короткого замикання.
Таким чином, використання пропонованого стабілізатора дозволяє підвищити надійність його роботи шляхом обмеження кидків струму через регулюючий транзистор при включенні стабілізатора і при короткому замиканні на виході, значно зменшити амплітуду пульсації вихідної напруги за рахунок збільшення допустимої ємності навантаження, а й розширити сферу застосування за рахунок використання схеми захисту в лінійних стабілізаторах напруги. Крім того, виключення резистивного подільника напруги дозволяє підвищити ККД
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Ключовий стабілізатор постійної напруги, що містить регулюючий транзистор, емітер якого з'єднаний з вхідним виводом, а колектор через DLC фільтр - з вихідним виводом, блок управління, керуючий регулюючим транзистором і утворює разом з ним і DLC фільтром замкнуту систему авторегулирования, включений між вхідними та вихідними висновками і базової ланцюгом регулюючого транзистора, транзистор, емітер-колекторний перехід якого підключений до емітер-базовому ланцюзі регулюючого транзистора, а база з'єднана з резистором, а й конденсатор, який відрізняється тим, що введені два зустрічно-послідовно з'єднаних діода, аноди яких підключені до вхідного і вихідного висновків відповідно, а катоди - до точки з'єднання резистора і конденсатора послідовної RC ланцюга, а інший висновок конденсатора підключений до загального проводу.
Версія для друку
Дата публікації 17.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.