Стабилизатор
Владельцы патента RU 2555324:
Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Сухопутных войск Общевойсковая академия Вооруженных сил Российской Федерации" (RU)
Изобретение относится к радиотехнической и автомобильной промышленностям, в частности к стабилизаторам характеристик электрических цепей, и может быть использовано в устройствах стабилизации яркости источников света в электрооборудовании автомобильной техники. Технический результат направлен на повышение надежности и качества стабилизации яркости светодиода. Технический результат достигается тем, что стабилизатор дополнительно содержит последовательно соединенные резистор и светодиод, подсоединенные к выходу стабилизатора, а элемент делителя, соединенный между базой и отрицательным полюсом источника, выполнен в виде фоторезистора и расположен на пути светового потока светодиода. Предлагаемое изобретение повышает надежность и качество стабилизации яркости светодиода за счет изменений в широком диапазоне интенсивности свечения светодиода при малых изменениях напряжения питания и обладает более широкими функциональными возможностями. 1ил.
Изобретение относится к радиотехнической и автомобильной промышленностям, в частности к стабилизаторам характеристик электрических цепей, и может быть использовано в устройствах стабилизации яркости источников света в электрооборудовании автомобильной техники.
Известен стабилизатор яркости свечения светодиодного источника света, содержащий делитель напряжения [Морозов А.Г. Электротехника, электроника и импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1987. - 420 с.; Тимахов О.Н., Любченко В.К. Селекторы импульсов. - М.: Высшая школа, 1966. - 270 с.]. Делитель представляет собой последовательно соединенные резистор и светодиод. Величину резистора выбирают из условия обеспечения тока, равного току питания светодиода. Недостатком известного устройства является то, что с колебаниями напряжения питания пропорционально изменяется напряжение на светодиод, что приводит к изменению интенсивности излучаемого света.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является стабилизатор яркости свечения светодиодного источника света, содержащий транзистор, делитель напряжения, выполненный в виде резистора и стабилитрона, соединенный к источнику питания и средней точкой к базе транзистора [Морозов А.Г. Электротехника, электроника и импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1987. - 420 с.; Тимахов О.Н., Любченко В.К. Селекторы импульсов. - М.: Высшая школа, 1966. - 270 с.].
Стабилизатор работает по принципу ограничения напряжения источника питания при поддержании постоянного значения напряжения на выходе стабилизатора, что осуществляется поддержанием постоянного напряжения на базе транзистора с помощью стабилитрона.
Недостатком известного устройства является то, что обратная связь в стабилизаторе имеет гальванический характер, что ограничивает функциональные возможности стабилизатора.
Технический результат направлен на расширение функциональных возможностей стабилизатора.
Технический результат достигается тем, что стабилизатор яркости свечения светодиодного источника света, содержащий транзистор, делитель напряжения, соединенный к источнику питания и средней точкой к базе транзистора, дополнительно снабжен последовательно соединенными резистором и светодиодом, подсоединенными к выходу стабилизатора, а элемент делителя, соединенный между базой и отрицательным полюсом источника, выполнен в виде фоторезистора и расположен на пути светового потока светодиода.
Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является то, что стабилизатор яркости свечения светодиодного источника света дополнительно снабжен последовательно соединенными резистором и светодиодом, подсоединенными к выходу стабилизатора, а элемент делителя, соединенный между базой и отрицательным полюсом источника, выполнен в виде фоторезистора и расположен на пути светового потока светодиода.
На рисунке представлена принципиальная схема стабилизатора.
Стабилизатор содержит один n-p-n - транзистор VT, резистор R2, светодиод VD, делитель напряжения, выполненный в виде резистора R1 и фоторезистора VR, соединенный средней точкой с базой транзистора VT. На выходе стабилизатора соединено нагрузочное сопротивление R. Источник питания Е соединяется с коллектором кремниевого транзистора.
Регулирование напряжения в стабилизаторе производится изменением сопротивления фоторезистора. При номинальном напряжении на входе схема настроена на номинальное напряжение на выходе для заданной нагрузки R. Ток проходит через транзистор VT и подается на нагрузочное сопротивление R. Резисторами R1 и VR подбирается номинальный рабочий режим транзистора. При этом светодиод настроен на средний режим свечения, который обеспечивается резистором R2. При повышении напряжения питания на входе напряжение на выходе увеличивается, интенсивность светового потока светодиода VD увеличивается, соответственно освещенность фоторезистора VR увеличивается, концентрация носителей заряда в фоторезисторе VR увеличивается и его сопротивление уменьшается. При этом напряжение на фоторезисторе VR, а соответственно на базе транзистора VT уменьшается и ток транзистора уменьшается, напряжение на выходе уменьшается. С увеличением напряжения на входе увеличивается и ток через делитель "резистор R1 - фоторезистор VR". Напряжение на фоторезисторе повышается и транзистор VT должен больше открываться, увеличивая напряжение на выходе. Однако снижение напряжения на фоторезисторе существенно больше из-за крутой зависимости интенсивности света светодиода CD от напряжения. Поэтому в сумме повышение напряжения на входе стабилизатора компенсируется понижением напряжения на фоторезисторе и уменьшением тока транзистора.
При уменьшении напряжения на входе свечение светодиода CD уменьшается сопротивление фоторезистора VR увеличивается, напряжение на базе VT увеличивается, транзистор открывается больше, ток увеличивается и напряжение на выходе увеличивается.
При такой совместной работе светодиода CD, фоторезистора VR и транзистора VT осуществляется стабилизация напряжения по изменениям яркости света, излучаемого светодиодом. В предложенном устройстве стабилизации напряжения с обратной связью в виде светового потока и фотопроводимости есть возможность регулирования выходного напряжения путем изменения яркости светодиода для номинального режима и величины тока через фоторезистор в номинальном режиме с помощью сопротивление R1 и R2.
Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый стабилизатор повышает надежность и качество стабилизации яркости светодиода за счет изменений в широком диапазоне интенсивности свечения светодиода при малых изменениях напряжения питания; обладает более широкими функциональными возможностями при более простой конструкции с меньшим количеством элементов. Регулированием светового потока в номинальном режиме можно регулировать величину выходного напряжения стабилизатора.
Стабилизатор яркости свечения светодиодного источника света, содержащий транзистор, делитель напряжения, соединенный к источнику питания и средней точкой к базе транзистора, отличающийся тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные резистор и светодиод, подсоединенные к выходу стабилизатора, а элемент делителя, соединенный между базой и отрицательным полюсом источника, выполнен в виде фоторезистора и расположен на пути светового потока светодиода.
