стабилизатор напряжения

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения, содержащий транзистор, коллектор которого является входом устройства, эмиттер является выходом устройства, стабилитрон и резистор, отличающийся тем, что база транзистора через фототранзистор подключена к его коллектору и через резистор подключена к его эмиттеру и аноду оптически связанного с фототранзистором светодиода, катод которого через стабилитрон подключен к общему проводу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано при разработке и изготовлении вторичных источников электропитания, содержащих в качестве стабилизирующего устройства линейный аналоговый стабилизатор напряжения компенсационного типа с фиксированным значением выходного напряжения.

Известен стабилизатор напряжения (У.Титце, К.Шенк. Полупроводниковая схемотехника./ Под ред. А.Г.Алесенко, М., «Мир», 1982 г., стр.257 рис.16.5), содержащий транзистор, коллектор которого является входом устройства, эмиттер является выходом устройства, база подключена через резистор к его коллектору и через стабилитрон к общему проводу.

Недостатком этого стабилизатора является низкий коэффициент стабилизации.

Известен стабилизатор напряжения (RU 2313819 C1) - прототип, содержащий первый транзистор, первый резистор, второй транзистор, второй резистор, стабилитрон. База первого транзистора подключена через первый резистор к его коллектору, который является входом устройства, и коллектору второго транзистора, эмиттер которого подключен через стабилитрон к общему проводу и через второй резистор к эмиттеру первого транзистора, база второго транзистора подключена к эмиттеру первого транзистора, являющемуся выходом устройства.

Недостатком такой конструкции является то, что ток через управляющий резистор 2 зависит от разницы входного и выходного напряжений, а его избыток рассеивается в виде тепла на транзисторе 3, из-за чего данный стабилизатор имеет низкий КПД.

Техническим результатом является повышение КПД за счет снижения потерь на управление регулирующим транзистором.

Для достижения поставленного результата в стабилизатор напряжения введены фототранзистор, с проводимостью, уменьшающейся с увеличением светового потока, включенный между базой и коллектором транзистора и оптически связанный с фототранзистором светодиод, анод которого подключен к эмиттеру транзистора, катод через стабилитрон подключен к общему проводу.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого стабилизатора напряжения, где обозначено:

1 - транзистор;

2 - фототранзистор;

3 - резистор;

4 - оптически связанный с фототранзистором светодиод;

5 - стабилитрон.

Технический результат, заключающийся в увеличении коэффициента полезного действия за счет снижения потерь на управлении транзистором, обеспечивается за счет управления проводимостью фототранзистора, что ведет к исключению избыточного тока.

Постоянное входное напряжение подается относительно общего провода на коллектор транзистора, режим работы которого определяется величиной его базового тока. В случае уменьшения выходного напряжения стабилизатора по причине воздействия произвольного фактора уменьшается ток, протекающий через светодиод 4, в результате увеличивается проводимость фототранзистора 2 и увеличивается ток базы транзистора 1, что в свою очередь приводит большему отпиранию транзистора 1, т.е. уменьшению сопротивления участка коллектор-эмиттер, а это приводит к возрастанию потенциала эмиттера транзистора 1, т.е. увеличению выходного напряжения стабилизатора.

В случае увеличения выходного напряжения стабилизатора увеличивается ток протекающий через светодиод 4, в результате чего уменьшается проводимость фототранзистора 2 и уменьшается ток базы транзистора 1. Это приводит к подзапиранию транзистора 1, т.е. увеличению сопротивления участка коллектор-эмиттер, а это приводит к уменьшению потенциала эмиттера транзистора 1, т.е. уменьшению выходного напряжения стабилизатора.

Данное изобретение может быть реализовано на основе следующих элементов:

1) Транзистор 1 - MJE150 32G ON Semiconductor.

2) Оптически связанные фототранзистор 2 и светодиод 4 - Оптопара транзисторная G3VM-353G OMRON.

3) Резистор 3 - P1-12-0,125-750 Ом ± 5% - Н.

4) Стабилитрон - BZX84J-B8V2 NXP.