Двополярне стабілізоване джерело постійної напруги

Двополярне стабілізоване джерело постійної напруги, що містить у собі перший стабілізатор, вихідний вивід якого з'єднаний з загальним вихідним виводом, загальний вивід сполучений з першим виводом для підключення напруги живлення та першим виводом для підключення першого споживача, другий стабілізатор, вхідний вивід якого з'єднаний з другим виводом для підключення напруги живлення, вихідний вивід сполучений з другим виводом для підключення другого споживача, а загальний вивід сполучений з загальним вихідним виводом, а також резистивний датчик різницевого струму першого та другого стабіліза U 2 (19) 1 3 26629 4 першого стабілізатора, напівпровідниковий елешим виводом для підключення першого споживамент одним виводом з'єднаний з другим виводом ча, другий стабілізатор, вхідний вивід якого з'єднадля підключення напруги живлення, а другим виний з другим виводом для підключення напруги водом через перший обмежувальний резистор живлення, вихідний вивід сполучений з другим з'єднаний з першим виводом для підключення навиводом для підключення другого споживача, а пруги живлення, емітер першого обмежувального загальний вивід сполучений з загальним вихідним транзистора сполучений з вхідним виводом первиводом, а також резистивний датчик різницевого шого стабілізатора, його база сполучена з точкою струму першого та другого стабілізаторів, напівз'єднання напівпровідникового елемента з першим провідниковий елемент, перший та другий обмеобмежувальним резистором, а колектор безпосежувальні резистори, перший та другий обмежуваредньо з'єднаний з базою другого обмежувального льні транзистори. транзистора, а через другий обмежувальний резиУ даному двополярному стабілізованому джестор сполучений з першим виводом для підклюрелі постійної напруги за допомогою одного резисчення першого споживача та емітером другого тивного датчика різницевого струму, елементу обмежувального транзистора, колектор якого споопорної напруги та двох обмежувальних транзислучений з загальним вихідним виводом. торів забезпечується комплексний захист двох Аналіз науково-технічної та патентної літеравихідних каналів від струмових перевантажень. тури не виявив аналогічних технічних рішень. Однак суттєвими недоліками даного двополяНа Фіг. показана електрична схема запропорного стабілізованого джерела постійної напруги, нованого двополярного стабілізованого джерела що обмежують його застосування, є низька якість постійної напруги. напруг вихідних напруг каналів однієї та другої Запропоноване двополярне стабілізоване полярності, а також складність процесів проектуджерело постійної напруги містить в собі перший вання та налагодження. Ці недоліки пояснюються стабілізатор 1 з вхідним 2, вихідним 3 та загальтим, що, навіть при застосуванні високостабільних ним 4 виводами, другий стабілізатор 5 з вхідним 6, першого та другого стабілізаторів з ефективними вихідним 7 та загальним 8 виводами, перший 9 та елементами захисту від струмових перенавантадругий 10 виводи для підключення напруги живжень, короткочасні перекоси струмів навантаженлення, загальний вихідний вивід 11, перший 12 та ня першого та другого споживачів приводять до другий 13 виводи для підключення відповідно значних короткочасних змін величин напруг вихідпершого 121 та другого 131 споживачів, а також них каналів. Наприклад, значне зменшення струму резистивний датчик 14 різницевого струму стабіліпершого споживача призводить до значного підзаторів, напівпровідниковий елемент 15, перший вищення напруги живлення першого споживача та 16 та другий 17 обмежувальні резистори, перший до значного зменшення напруги живлення другого 18 та другий 19 обмежувальні транзистори. споживача. Короткочасне збільшення струму друВхідний вивід 2 першого стабілізатора 1 через гого споживача таким же чином впливає на велирезистивний датчик 14 різницевого струму вихідчини вихідних напруг двополярного стабілізованоних каналів з'єднаний з другим виводом 10 для го джерела постійної напруги. підключення напруги живлення, його вихідний виВ основу корисної моделі поставлена задача від 3 сполучений з загальним вихідним виводом створення такого двополярного стабілізованого 11, а загальний вивід 4 з'єднаний з першим виводжерела живлення постійної напруги, в якому, дом 9 для підключення напруги живлення та першляхом значного зменшення залежності режимів шим виводом 12 для підключення першого спожироботи першого та другого стабілізаторів від коровача. Вхідний вивід 6 другого стабілізатора 5 ткочасних та тривалих змін струмів першого та сполучений з другим виводом 10 для підключення другого споживачів, суттєво підвищена якість вихінапруги живлення, його вихідний вивід з'єднаний з дних напруг, спрощені процеси проектування та другим виводом 13 для підключення другого споналагодження. живача, а загальний вивід 8 сполучений з загальПоставлена задача вирішується тим, що у ним вихідним виводом 11. Емітер першого обмедвополярному стабілізованому джерелі постійної жувального транзистора 18 з'єднаний з вхідним напруги, який містить у собі перший стабілізатор, виводом 2 першого стабілізатора 1, його база чевихідний вивід якого з'єднаний з загальним вихідрез напівпровідниковий елемент 15 сполучена з ним виводом, загальний вивід сполучений з первхідним виводом 6 другого стабілізатора 5, а через шим виводом для підключення напруги живлення перший обмежувальний резистор 16 з'єднана з та першим виводом для підключення першого першим вихідним виводом 12 для підключення споживача, другий стабілізатор, вхідний вивід якопершого споживача. Колектор першого обмежуюго з'єднаний з другим виводом для підключення чого транзистора 18 безпосередньо підключений напруги живлення, вихідний вивід сполучений з до бази другого обмежувального транзистора 19, другим виводом для підключення другого спожита через другий обмежуючий резистор 17 сполувача, а загальний вивід сполучений з загальним чений з першим вихідним виводом 12 для підклювихідним виводом, а також резистивний датчик чення споживача та емітером другого обмежуючорізницевого струму першого та другого стабілізаго транзистора 19 протилежної провідності, торів, напівпровідниковий елемент, перший та колектор якого сполучений з загальним вихідним другий обмежувальні резистори, перший та другий виводом 11. обмежувальні транзистори, резистивний датчик Запропоноване двополярне стабілізоване різницевого струму першого та другого стабілізаджерело живлення постійної напруги працює наторів ввімкнений поміж другим виводом для підступним чином. За допомогою першого стабілізаключення напруги живлення та вхідним виводом 5 26629 6 відкриття та переходу в лінійний режим роботи. тора 1 на першому вихідному виводі 12 для підЗ'являється його колекторний струм, який, збільключення першого споживача відносно загального шуючи падіння напруги на другому обмежувальвихідного виводу 11 формується стабілізована ному резисторі 17, забезпечує відкриття другого напруга однієї полярності –Uвих1, на другому вихідобмежувального транзистора 19, та додаткове ному виводі 13 для підключення другого споживанавантаження першого стабілізатора 1 колекторча за допомогою другого стабілізатора 5 відносно ним струмом транзистора 19. В результаті збільзагального вихідного виводу 11 формується стабішується падіння напруги на резистивному датчику лізована напруга другої полярності +Uвих2. При 14 різнецевого струму згідно з формулами: цьому використовується одна напруга живлення Uвх , що подається на виводи 9, 10. Оскільки вихіDU14=[(I 1-(І 5+DІ 5-DІ 5)].R14 дний струм другого стабілізатора 5 одночасно DU14=[(I 1-DІ 1+DІ 1)-І 5].R14; протікає і по ланцюгу другого споживача 13, і по що забезпечує збереження умови нормальної ланцюгу першого споживача 121, досягається одроботи двополярного стабілізованого джерела ночасно і формування двох різнополярних вихідпостійної напруги (DІ 15³DІ15min). них напруг -Uвих1 та +Uвих2 при використанні тільки Оскільки стабілізатори постійної напруги заоднієї вхідної напруги Uвх, і достатньо високий кобезпечені вмонтованими органами захисту від ефіцієнт корисної дії двополярного стабілізованого коротких замкнень, короткі замкнення по кожному джерела постійної напруги. Основною умовою із вихідних каналів не призводять до зміни якості нормальної роботи двополярного стабілізованого напруги незамкненого каналу. Наприклад у випадджерела постійної напруги є дотримання необхідку виникнення короткого замкнення на виході перного мінімального різницевого струму першого 1 шого стабілізатора 1, перший стабілізатор 1 зата другого 2 стабілізаторів DІ 12min при можливих кривається, а струм навантаження другого перекосах струмів першого 121 та другого 131 спостабілізатора 5, якість вихідної напруги якого не живачів. Така умова забезпечується за допомогою змінюється, протікає через ланцюг замкнення резистивного датчика 14 різницевого струму напершого стабілізатора 1. У разі виникнення коротпівпровідникового елементу 15, першого 16 та кого замкнення на виході другого стабілізатора 5 другого 17 обмежувальних резисторів, а також другий стабілізатор закривається, а струм першого першого 18 та другого 19 обмежувальних транзисспоживача 12, протікає через перший стабілізатор торів згідно формули: 1 та датчик 14 різницевого струму. При цьому U1б - Ueб18 якість вихідної напруги першого стабілізатора 1 не DI14 = ³ D I14 min змінюється, а наявність датчика 14 різницевого R14 струму суттєво розвантажує потужність розсіюUlб - напруга напівпровідникового елементу 15; вання першого стабілізатора 1. Uеб18 - напруга переходу емітер - база першого Використання в якості другого стабілізатора 5 обмежувального транзистора 18; стабілізатора серії LDO (стабілізатора з малою R14 - опір резистивного датчика 14 різницевого величиною мінімального падіння напруги) забезструму; печує додаткове суттєве підвищення ККД двопоВ нормальному режимі роботи струму першого лярного стабілізованого джерела постійної напрустабілізотра 11 перевищує величину струму другоги. го стабілізатора 5, на величину DІ 15min : Таким чином одержано двополярне стабілізоІ 1-І 5³DІ 15min ване джерело постійної напруги, в якому усунена При цьому падіння напруги на резистивному залежність режиму роботи першого 1 та другого 5 датчику 14 різницевого струму перевищує напругу стабілізаторів від змін та перекосів струмів першонапівпровідникового елементу 15, що забезпечує го 121 та другого 131 споживачів, що забезпечило закритий режим роботи першого 18 та, відповідно суттєве підвищення якості вихідних напруг а також другого 19 обмежувальних транзисторів. спрощення процесів проектування та налагодженУ разі зменшення різницевого струму першого ня. 1 та другого 5 стабілізаторів, викликаного, наприЕкспериментальні дослідження підтвердили клад, збільшенням струму другого споживача працездатність та позитивні якості запропоновано131(+DІ 5)або зменшенням струму першого спожиго двополярного стабілізованого джерела постійвача 121(-DІ 1)зменшується падіння напруги на реної напруги. зистивному датчику 14 різницевого струму на веВ двополярному стабілізованому джерелі поличину DU14: стійної напруги з вихідними каналами +5В 0,9А та . DU14=[I 1-(І 5+DІ 5)] R14 5В 1А виключена залежність вихідної напруги одDU14=[(I 1-DІ 1-І 5].R14; ного з каналів від змін струмів одного або двох Оскільки напруга U14 є закриваючою для перканалів, одержаний достатньо високий ККД-80%. шого обмежувального транзистора 18, то зменшення напруги U14 на DU14 призводить до його 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 26629 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601