Стабилизатор тока

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК, АВТОРСКОМУ СВКДЕТВЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 964600(23) Ьеударстаеный каинтет ССФР ф ню двлам . нзабретекнй н открытнй.Дата опубликования описания 07 . 10 .82 щщ1 кФ.Щ 1 .В. И. Анисимов, И. В. Капитонов, Н. Н. Прокопвмко:.ю тсл т 1,и 10. М; Соколов (й Ниязи,гйь(;.,ЪЪЛенинградский ордена Ленина электротехнический инстйтут -им. В.И; Ульянова (Ленина) и Шахтинский технологический(54) СТАБИЛИЗАТОР ТОКА пот, нотр + 3 20 1Изобретение относится к стабилизированным источникам электропитания.Известен. стабилизатор тока, выполнениый на основе .двух отражателей тока так, что вход и выход одного из них соединены соответственно с выходом и входом другого 1 1.Недостатком стабилизатора является низкая надежность включения на заданный режим.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор тока, содержащий первый отражатель тока, выход которого соединен с входом второго отражателя тока, первый и второй двухполюсники цепи:запуска стабилизатора, имеоцие общую точку 21,Однако известный стабилизатор имеет сравнительно высокий ток потребления и ограниченные функциональ. ные возможнсти. 2Ток потребления известного стабилизатора складывается из двух сла гаемых где нотр - ток последовательно включенных отражателей тока;3 - ток цепи запуска.Так как первый двухполюсник, резистор В, применяемый для установления режима цепи запуска, не может быть высокоомным иэ-за ограничений полупроводниковой технологии, то ток Зртр часто во много раз превышает ток. Последнее отрицательно сказывается на токе потребления всего иэвест. ного устройства.Известное устройство не может непосредственно использоваться как двухполюсник, стабилизирующий ток в некоторой нагрузке. Это объясняется тем, что цепь запуска, обладающая сравнительно малым динамическим сопротивлеРассмотрим более подробно работу стабилизатора (фиг. 7).При включении питания Е токи 1 и 1 равны нулю, а ток 1 о через ди -. од 10, являющийся током стабилитронов 25 и. 26 и диода 27, определяется по формуле 3 964600йием, шунтирует отражатели тока, име-.ющие большое динамическое сопротйвление. В результате общее выходное сопротивление.устройства оказываетсянебольшим, цто не позволяет использовать известный стабилизатор, например, в стабилизаторах переменноготока, дельта-модуляторах.Целью изобретения является уменьшение тока потребления и расширение 1 Офункциональных возможностей,.Поставленная цель достигается тем,цто в стабилизаторе тока первый двухполюсник включен между выходом второ- .го и входом первого отражателей тока, 15а выход второго отражателя тока соединен с выходом первого отражателятока через второй двухполюсник цепизапуска.На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства;на фиг; 2-5 - частные случаи выполнения двухполюсников цепи запускастабилизатора; на фиг. 6 и 7примеры предлагаемых схем стабилизаторов; на фиг. 8 - пример использования предлагаемого и известного устройств в схеме стабилизатора гпеременного тока.Стабилизатор содержит первый отражатель 1 тока, выход 2 которогосоединен с входом 3 второго отражателя 4 тока. Между выходом 5 отражателя 4 тока и входом 6 отражателя .1тока включен первый двухполюсник 7 .35цепи запуска стабилизатора, имеющийвыводы 8 и 9 Выход 5 соединен, свходом 2 через второй двухполюсник10 цепи запуска, имеющий выводы 11и 12, В частном случае (фиг. 1) отра 40жатели 1 и 4 тока выполнены на основе транзисторов 13-16 и резистора 17.Некоторые варианты выполнениядвухполюсника 7 показаны на фиг, 2и 3 (элементы 18-20), а двухполюсника 10 - на фиг. 4 и 5 (элементы 21-231 45На фиг. 6 двухполюсник 7 содержитрезистор, а двухполюсник 10 - транзистор, работающий в режиме обратимо-.го пробоя эмиттерно-базового перехо 50да.Отражатели тока стабилизатора(фиг. 7) включают элементы 13, 14,17, 24 и 15, 25-28 Напряжение на базе транзистора 15 может служить напряжением для питания базовой цепивспомогательного истоцника тока натранзисторе 29 и резисторе 30 Данныйисточник тока может устанавливать 4режим, например, дифференциального каскада.На фиг. 8 стабилизатор 31.тока (узлы 32 и 33) включен в диагональ моста на диодах 34-37. Для сравнения на фиг. 8 пунктиром показана цепь запуска известного устройства (резистор 38, диоды 39-41). Схема (фиг. 8) может применяться для стабилизации переменного тока в нагрузке.Устройство работает следующим образом.Если на стабилизатор подается напряжение питания Е то в первый момент времени С выходные токи отражателей 1 и 4 равны нулю.В момент времени й практически все напряжение питания Еприкладывается к двухполюсникам 7 и 10, что обуславливает появление тока в цепи: резистор 17 - транзистор 13 - двухполюсник 7 - двухполюсник 10 - транзистор 16. Это приводит к запуску, т, е. к выходу на рабочий режим отражателей 1 и 4 тока, увеличению тока 1 до номинального значения, уменьшению напряжения на двухполюснике 10 за счет увеличения падения напряжения на двухполюснике 7 и уменьшению до нуля тока 1 через двухполюсник 10. Ток 11 О уменьшается до нуля благодаря нелинейной вольт-амперной характеристике двухполюсника 10.Таким образом, двухполюсник 10 включается в работу только на время переходного процесса, а затем, после установления режима стабилизатора, обесточивается и не влияет на его работу.В качестве двухполюсника 10 можно использовать стабилитроны, диоды или их последовательное соединение (фиг, 4 и 5). Вместо двухполюсника 7 следует применять резисторы (фиг. 3) или последовательное соединение резистора и стабилитрона (фиг. 2), Ы 26 27,135 . 964600 6 где 0 , 02, 02 т, 01 - напряжения наСтабилизатор (фиг. 1) может слуэлементах 25, 26, 27, 13, жить основой для построения источни-Й, Й - сопротивления резисторов ков опорного напряжения аналогово 17 и 7, . цифровых преобразователей, компаратоПод действием тока,11 = 1 стаби-ров, вторичных источников питания. .литроны 25 и 26 выходят в область . Так, например; напряжение 00 в схепробоя, что обуславливает появление ме (фиг. 7) может использоваться как коллекторного тока 1 транзистора 15, опорное напряжение для вспомогатель-.ного стабилизатора тока на транзисО 2/й 2 В , (3) 1 О торе 29,Предлагаемый стабилизатор,в отличйе от известного, является где Й 28 - сопротивление резистора 28. двухполюсником с большим внутреннимТак как напряжение на стабилитро- динамический сопротивлением. Это позне: 26 не изменяется. в широком диапа- .воляет использовать. его в схемахе изменения тока 1 то из выраже Б аблра пермо тока ния (3) следует, что ток 1 после (фиг. 8), дельта-модуляторах и т. д, пробоя стабилитронов 25 и 26 будет Так как в данном стабилизаторе ис.постоянен. Под действием тока 15 по- .ключается параллельная цепь запуска тенциал анода-диода 10 становится (38-41), то он, в отличие от известменьше потенциала узла 2, В резуль ного устройства, может потреблять в тате. диод 10 запирается и перестает 1,5-5 раз меньший ток 3 пот влиять на работу стабилизатора. По- Кроме этого, эквивалентное динаследнее возможно, если параметры мическое сопротивление устройства , элементов схемы (фиг. 7) и координа- РА , как правило, в 5-20 раз больше ты установившегося статического ре- д дийамического сопротивления Й стажима удовлетворяют неравенство . билизатора 2.2 ря -ротр ф ЗВ 1 4,0 трр +р = рд, (Ч)д. отр.где Й, отр - динамическое сопротивление последовательно включенных отражателей тока;- динамическое сопротивле.ние первого двухполюсни"ка цепи запуска известнсго стабилизатора.,012 025+ 026+ 01С учетом (4) и (5) получаем Е 1- 01 (Й+ Й 1 т)35 - 025+ 02+ 021.(6) Так, если принять Е= 20 В, О 2 =40 - 02 - 7 В, 027 О = 0,7 В, Р= 200 Ом, то при заданном установившемся токе 3 5 = 500 мкА сопротивление резистора двухполюсника 7 должно быть не менее 10 кОм. Формула изобретения Если отражатели 1 и 4 тока выполнены по схемам, которые отличаются от схем, приведенных на фиг. 7, а вместо двухполюсника О применяется 0 стабилитрон; то условия выключения двухполюсника 10 после окончания переходного процесса могут быть получены по аналогии с неравенством (:4), Во всех практических случаях активное б 5 сопротивление двухполюсника 7 стабилизатора (фиг. ) лежит в пределах1-15 кОм. Стабилизатор тока, содержащий первый отражатель тока, выход которогосоединен с входом второго отражателятока, первый и второй двухполюсникицепи запуска стабилизатора, имеющие.общую точку, о тл и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения тока потребления и расширения функциональных возможностей, первый двухполюсниквключен между выходом второго и входом первого отражателей тока, а выход второго отражателя тока соединенс выходом первого отражателя токачерез второй двухполюс ник цепи запуска .Источники информации,принятые во внимание при экспертизеПатент Японии У:53-27461,кл, 6 05 Г 1/56, 19782, Патент ФРГ 1 г 2455080,кл. С 05 Г 1/56, 1978;Ужгород, ул. Проектная, 4 П "Патент",лиа з 7628/27 Тираж 914 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж