Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

(5) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к стабилизированным источникам электропитания и может быть использовано в качестве низковольтного источника опорного напряжения. Известны стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие параллельны регулирующий элемент, балластный резистор, делитель выходного напряжения, источник опорного напряжения, усилитель постоянного тохл с активной . г, т коллекторной нагрузкой LIJ . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения , содержащий регулирующий элемент, вклю ченный между гвыходным выводом и общей шиной, балластный резистор, включенный между входным и выходным выводами, усилительный транзистор цепи обратной связи, эмиттер которого связан с делителем выходного напряжения, база - с первым выводом источника опорного напряжения, а коллектор соединен с входом регулирующего элемента и с коллектором выходного транзистора повторителя тока, эмиттер которого связан с общей шиной и эмиттером вход чого транзистора повторителя тока, база и коллектор которого объединены и соединены с базой выходного транзистора повторителя тока и первым выводом токозадающего резистора, второй вывод которого связан с источником опорного напряжения и вспомогательным транзистором, причем усилительный и вспомогательный транзисторы одного типа проводимости, а транзисторы повторителя тока другого типа проводимости 1 1 . Недостатком известных стабилизаторов постоянного напряжения является сравнительно небольшой диапазон регулирования выходного напряжения. Выходное напряжение известных стабилизаторов не быть установлено менее 1,8 В, В то же время наличие термокомпеноироваНнык опорь: ,х истомНИКОВ с фиксированным напряжением 1,205 В на основе запрещенной зоны позволяет создавать стабилизаторы напряжения с минимальным значе|-1ием 1,2 В. Однако такие стабилизаторы не могут быть выполнены на осно ве известных схем. Цель изобретения - расширение дна пазона регулирования выходного напря жения в область малых значений. Поставленная цель достигается тем что 3 стабилизаторе постоянного напр.я;-«ен 1Я эмиттер усилительного транзистора соединен со средним выводом делителя выходного напряжения нелоере дет вечно 5 а @аза - с 8торь м вывод токозадающего резистора и с объединенными базой и коллектором вспомо-ного гранзистора, эмиттер косоединен с первым выводом ис-3 огюрногО напряжения „ второй :оторого соединен с общей шифигЛ представлена схема стабилизатора постоянного напряжения; на фиг,2 и 3 частные случаи постро t-ия стабилизатора. Устройство ( фиг.2) содержит баллас резистор 1, включенный между входным и выходным выводами 5 регулирующий э; емент 2, аключенный между выходным выводом и общей шиной, делитель выходного напряжений 3, средНИИ вывод которого соединен с эмиттером усилительного транзистора А цепи обратной связи, коллектор которого соединен с входом регулирующего элемента и с коллектором выходного транзистора 5 повторителя тока, база транзистора соединена с объединенными выводами базы и коллектора вспо могательного транзистора бис еторы выводом токозадающего резистора 7, первый вывод которого соединен с объединенными выводами базы и коллек тора входного транзистора 8 повторителя тока и базой выходного транзистора 5,- эмиттеры транзисторов 5 и 8 соединены с обдей шиной и с вторым выводом источника 9 опорного напряжения, первый вывод которого соедине с эмиттером аспомогательного транзис тора 6. Транзисторы -i и 6 имеют один тип проводимости, а транзисторы 5 и 8 противоположный тип проводимости. Нагрузка включается между выходным 44V ыводом )0 и общей шиной стабилизаора . На фиг,2 регулирующий элемент 2 ыполнен на транзисторах 1 и 12, а елитель выходного напряжения отсуттвует . На Фиг.З регулирующий элемент 2 содержит транзисторы и вспоогательные резисторы 17 и 18. Эмиттерные. и коллекторные токи транзисторов , 5, 6 и 8 устанавливаются резистором 7 и выбираются в пределах единиц-десятков микроампер. Транзисторы 5 и 8 образуют повторитель тока (токовое зеркало) , поэтому Эмиттерные токи транзисторов 6s 8, 5 и одинаковы. Поскольку напряжения эмиттер база интегральных транзистог.ОВ при одинаковых токах эмиттеров отличаются не более чем на 1-3 мВ, то статическая разность напряжений,, на выходе делителя 3 и на выходе источника 9 опорного напряжения 9 не превышает мВ, т.е. не отличается от напряжения смещения нуля типовых усилителей. В статическом режиме напряжение коллектор - база транзисторов А и 6 близко к нулю. Однако они в этом режиме имеют довольно высокие усилительные свойства. Необходимое усиление по току обеспечивается регулирующим элементом. Выполнение регулирующего элемента по фиг.З позволяет получить значительно большее петлевое усиление по напряжению, чем в схеме по фиг,2. Работа стабилизатора происходит следующим образом, Если выходное напряжение стабили.затора увеличивается, то это вызывает увеличение эмя-терного и, следовательно, .коллекторного тока транзистора , что приводит к увеличению тока регулирующего элемента 2 и увеличению падения напряжения на балластном резисторе 1 , В результате выходное напрякгение уменьшится. При изменении температуры среды изменяются Эмиттерные токи транзисторов 6 и Д, а также 5 и 8. Однако это не влияет на нестабильность напряжения смещения, так как разность напряжений эмиттер - база транзисторов и 6, а также транзисторов 8 и 5 остается практически постоянной. С другой стороны температурные изменения напряжений эмиттер - база

транзисторов 6, 4, 8 и 5 также идентичны. Поэтому в предлагаемом стабилизаторе практически полностью исключается влияние нестабильности эмиттерных токов транзисторов 6, , 5 и 8 5 на выходное напряжение стабилизатора.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор по сравнению с известными стабилизаторами характеризуется либо -О в 1 , раза меньшими значениями минимального выходного напряжения, либо имеет лучшую температурную стабильность при питании только от одного источника питания.15

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряже- 20 н)Я, содержащий регулирующий элемент, включенный между выходным выводом и общей шиной, балластный резистор, включенный между входным и выходным выводами, усилительный транзистор пи обратной связи, эмиттер которого связан с делителем выходного напряжения, база - с первым выводом источника опорного напряжен1 я, а коллектор соединен с входом регулирующего эле- ЭО мента и с коллектором выходного транзистора повторителя тока, эмиттео

которого связан с общей шиной и с эмиттером входного транзистора повторителя тока, база и коллектор которого объединены и соединены с базой выходного транзистора повторителя тока и первым выводом токозадаю(.цего резистора, второй вывод которого связан с источником опорного напряжения и вспомогательным транзистором, причем усилительный и вспомогательный транзисторы одного типа проводимости, а транзисторы повторителя тока - другого типа ,ipoBoдимости, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения малых значений, эмиттер усилительного транзистора соединен с средним выводом делителя выходного напряжения непосредственно, а база - с вторым выводом токозадающего резистора и с объединенными базой и коллектором вспомогательного транзистора, эмиттер которого соединен с первым выводом источника опорного напряжения, второй вывод которого соединен с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Nt

1/

Н

J

CM

t/

&

-f

d}

T

--- ССэ --H

H

f

tn

-db

V/

-HZI}