Преобразователь радиовещательной сети в стабилизирующий маломощный источник питания постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания специальных и бытовых маломощных электронных устройств. Сущность изобретения заключается в том, что первичная сеть представляет собой радиотрансляционную сеть, выпрямитель с фильтром с введенным импульсным стабилизатором напряжения на триггере Шмидта, питающимся от параметрического стабилизатора, выход упомянутого триггера подключен к затвору полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком, в цепи истока которого установлен резистивный делитель, нижнее плечо которого является нагрузкой с параллельно подключенным ионистором. Стабилизация напряжения на нагрузке происходит благодаря гистерезису триггера Шмидта. Для питания нагрузки при перерыве первичной сети установлен другой ионистор. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания специальных и бытовых маломощных электронных устройств (часы, микрокалькуляторы, простейшие ПЭВМ и др.). Известны микромощные источники питания постоянного тока [1], содержащие импульсный преобразователь напряжения со схемой сравнения, включающую аналоговую ИМС 142ЕН1, модулятор длительности на трех триггерах и RC-генератором с выходной мощностью до 3 Вт. Недостатком известного устройства является его сложность, относительно низкая надежность и значительная стоимость.

Известно также маломощное устройство на микроэлектронном стабилизаторе напряжения [2], содержащее последовательно включенный стабилизатор с минимальным выходным напряжением 3 В, с минимальной мощностью 450 мВт.

Кроме того, для низковольтных и маломощных источников используются специальные источники - эквивалент гальванического элемента [3], содержащий источник входного напряжения, выпрямитель, интегральный стабилизатор с выходным напряжением 1,25-1,5 В.

Наиболее низким по технической сущности к предлагаемом у устройству является преобразователь, использующий энергию радиоизлучения [4], содержащий систему, выпрямитель со сглаживающим фильтром; энергия радиоколебаний, являющихся одной из форм перемещенного тока, поступает на нагрузку.

Недостатком такого устройства является то, что выходное напряжение не стабилизировано, изменяется в широких пределах в зависимости от уровня радиосигнала, зависит от состояния атмосферы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем стабилизации выходного напряжения и использования в качестве входной более надежной радиотрансляционной сети.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первичную сеть и выпрямитель с фильтром, включен импульсный стабилизатор напряжения на триггере Шмидта, питающийся от параметрического стабилизатора, выход упомянутом триггера подключен к затвору полевого транзистора, включенного по схеме с общим источником, в цепи источника которого установлен резистивный делитель, нижнее плечо которого является нагрузкой, средняя точка делителя подключена ко входу триггера Шмидта, сток подключен к положительному полюсу выпрямителя, между средней точкой делителя и общей точкой установлен ионистор, а входная сеть выполнена в виде радиовещательной сети.

Кроме того, для сохранения работоспособности нагрузки в перерывах радиовещания параллельно сглаживающему фильтру через резистор включен другой ионистор.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых блоков (например, импульсного стабилизатора на триггере Шмидта, выходного каскада на полевом транзисторе) с их связями с остальными узлами и элементами схемы. Таким образом, заявленное устройство является новым, т.к. неизвестно из уровня техники. Сравнение заявленного устройства с другими техническими решениями показывает, что при введении новых узлов с указанными связями с остальными элементами появляются новые свойства, такие как наличие стабилизированного напряжения. Кроме того, расширяются функциональные возможности, заключающиеся в возможности питания устройств в перерывах радиовещания. Это позволяет сделать вывод о том, что техническое решение имеет изобретательский уровень, т.к. он явным образом не следует из уровня техники.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства. Устройство содержит выпрямитель на диоде 1, сглаживающий фильтр на конденсаторе 2, параметрический стабилизатор на стабилитроне 3 (или стабисторах) с ограничительным (балластным) резистором 4, импульсный стабилизатор напряжения на триггере Шмидта 5, выход которого подключен к затвору полевого транзистора 6, сток которого подключен к положительному полюсу выпрямителя (т.е. точке соединения элементов 1 и 2), исток через резистивный делитель 7, 8 (причем 8 - нагрузка) подключен к общей точке, средняя точка делителя подключена ко входу триггера Шмидта 5,а параллельно нагрузке установлен ионистор 9, параллельно конденсатору 2 через ограничительный элемент 10 установлен другой ионистор 11.

Устройство работает следующим образом. При наличии напряжения радиовещательной сети (на территории России и большинства стран СНГ 15 или 30 В ±10-15% с частотой звукового канала 20 Гц ^oC 16 кГц) выпрямленное напряжение поступает на параметрический стабилизатор 3, питающий триггер Шмидта (например, на КМОП-структуре 561ТЛ1, 564ТЛ1)5. Принцип работы триггера Шмидта как импульсного стабилизатора напряжения релейного типа основан на его гистерезисе: при изменении уровня напряжения на делителе 7, 8, включонным в цепь истока транзистора 6 (например, маломощный транзистор 2П302А), происходит скачкообразное изменение по цепи обратной связи входного сигнала (при использовании, например, триггера на ИМС 561ТЛ1 оба входа 1, 2 соединены между собой, инвертированный выход 3 подключен к затвору транзистора 6, а питание подано на выходы 7 и 14); точность поддержания выходного напряжения поддерживается в зависимости от величины гистерезиса конкретной ИМС. Для, например, электрических часов выходное напряжение составляет 1,5±0,1 В. В качестве выходного накопителя используется ионистор 9, ограничительное сопротивление для его разряда-резистор 7 делителя 7, 8 (для часов - 0,1 Ф).

При длительном пропадании первичной сети (например, в России и странах СНГ с 2,00 до 5,45 утра трансляция прекращается) запас энергии осуществляется другим ионистором 11 (для часов, например, 1 Ф на 10 часов прекращения напряжения первичной сети) через ограничительный резистор 10. Так же может питаться и микрокалькулятор.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает электропитанием электронные устройства с прекращением поступления энергии от первичной сети. При этом потребление от радиосети не превышает 4^oC5% (потребление преобразователя 15-20 мВт при мощности устройства ретрансляции 0,25-0,5 Вт), что не нарушает функционирования системы радиотрансляции.

Формула изобретения

1. Преобразователь радиовещательной сети в стабилизирующий маломощный источник электропитания постоянного тока, содержащий первичную сеть и выпрямитель со сглаживающим фильтром, отличающийся тем, что в него введен импульсный стабилизатор напряжения на триггере Шмидта, питающийся от параметрического стабилизатора, выход упомянутого триггера подключен к затвору полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком, в цепи истока которого установлен резистивный делитель, нижнее плечо которого является нагрузкой, средняя точка делителя подключена к входу триггера Шмидта, сток подключен к положительному полюсу выпрямителя, между средней точкой делителя и общей точкой установлен ионистор, а входная сеть выполнена в виде радиовещательной сети.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что параллельно сглаживающему фильтру подключен через ограничительный резистор другой ионистор.

РИСУНКИ

Рисунок 1