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

Изобретение относится к электротехникэ н может быть использовано в прецизионных источниках постоянно го напряжения.

Известен комтенсационный стаби- , лизатор постоянного напрял ения последовательного типа Cl .

Данное устройство характеризуется значительной нестабильностью выходного напряжения, обусловленной главным образом двумя составляющими

Первая составляющая нестабильности выходного напряжения стабилизатора обусловлена нестабильностью двухкаскадного параметрического стабилизатора напряжения, используемого в качестве опорного источника, из-за низкого коэффициента стабилизации. Вторая составляющая нестабильности выходного напряжения вызвана нестабильностью напряжения питания микросхемы операционного усилителя.

Наиболее близким к- предлагаемому является устройство которое содержит опорный источник напряжения на базе Параметрического стабилизатора. Основной стабилизатор напряжения выполнен на регулирующем элементе, операционном усилителе МС1, делителе Напряжения R . В стабилизаторе напряжения вход опорного источника На основе параметрического стабилизатора подключен к его выходной шине Благодаря этому общий коэффициент стабилизации К равен произведению коэффициентов стабилизации основного К(.,-р и опорного КсТ2

ст2 существенно боль ше коэффициента стабилизации двухступенчатого параметрического стабилизатора. Z,

Подача напряжения питания на микросхему операционного усилителя МС1 от параметрического стабилизатора . на диодах Д1- Д 2 в силу низкого коэффициента стабилизации приводит к существенным вариациям напряжения,- что увеличивает нестабильность В1ЛКОДНОГО напряжения стабилизатора постоянного напряжения.

Цель изобретения - повыщение стабильности выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем/ что в стабилизатор постоянного Напряжения, содержащий регулирующий элемент, подключенный между соответствующими входным и выходным выводами, управляющий вход которого соединен с выходом первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подсоединен к выходу опорного источника напряжения, а инвертирующий вход подключен к выходу первого делителя напряжения, вход которого подсоединен к выходным выводам, прич;ем первьй вывод для подключения к источнику пи гания первого дифференциального усилителя

соединен с общей шиной,введены второй дифференциальны усилитель и второй делитель напряжения, причем первый вывод для подключения к источнику питания второго -дифференциального 5 усилителя подсбединен к общей шине, а его второй вывод для подключения к источнику питания подсоединен к входному выводу, при этом второй выг вод для- подключения к истбчнику питания первого дифференциального

усилителя соединен с выходом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к выходному выводу, а инвертирую5 Щий вход - к выходу второго делителя напряжения, входные клеммы кото рого подсоединены к выходу второго дифференциального усилителя и к общей шине соответственно.

J, На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Входной вывод 1 стабилизатора постоянного напряжения подсоединен к первому выводу регулирующего эле

5 мента 2. Второй вывод регулирующего элемента подсоединен к выходному вывоч ду 3 устройства. Управляющий вход регулирующего элемента 2 подключен к вы .ходу дифференциального усилителя 4. Его неинрертирующий вход подключен

к общей точке соединения балластного резистора 5 и стабилитрона б, образующие параметрический стабилизатор напряжения. При этом второй вывод стабилитрона 6 подключен к общей шине

5 устройства, а второй вывод резистора 5 подсоединен к выходному выводу стабилизат((ра постоянного напряжения. Инвертирующий вход дифференциального усилителя 4 подключен к выходу резис0 тивного делителя 7 напряжения, входные клеммы которого подсоединены к выходному выводу и общей шине стабилизатора постоянного напряжения. Первый вывод дляподключения к источнику питания дифференциального усилителя 4 подсоединен к общей шине устройства. Дополнительно введены в узел 8 дифференциальный усилитель

9и делитель напряжения на резисгч торах 10 и 11 и обведены пунктиром.

В нем неинвертирующий вход дифференциального усилителя 9 подсоединен к Выходному выводу стабилизатора постоянного напряжения. Вход делителя напряжения на резисторах 10 и 11

5 включен между общей шиной устройства и выходом дифференциального усилителя 9. Инвертирующий вход дифференциального усилителя 9 напряжения подсоединен к выходу резистив0 ного делителя напряжения, т.е. к общей точке соединения резисторов

10и 11. Первый вывод для подключения к источнику питания дифференциального усилителя 9 подсоединен к

5 общей шине стабилизатора постоянноГО напряжения. Второй вырод для подключение к источнику напряжений питания дифференцигшьного усилител 4 напряжения подсоединен к выходу дифференциального усилителя 9 напряжения. В качестве дифференциальных уси лителей 4 и 9 следует использовать микросхемыхоперационных усилителей Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. При подаче напряжения на входной вывод 1 стабилизатора входной ток протекает по -двум путям. Первая составляющая тока Jgx. протекает через регулирутадий элемент 2 по направлению к выходной шине 3 стабилизатора напряжения. Вторая составляющая тока вх.2 протекает через второй вывод для подключения источника питания дифференциального усилителя 9 в свою очередь, разветвляясь на две соста ляющие токов :вх.з вх Составляющая тока Звх,з протекает через первый вывод для подклю чения источника питания дифференциального усилителя 9 напряжения к общей шине стабилизатора напряжения. Составляющая тока Эвх,4 протекает через выходное сопротивление дифференциального усилителя 9 в свою очередь, разветвляясь на две составляющие токов Jlvc-. , - OAii) t ВлО Составляющая тока О .5 протекает через делитель напряжения на резисторах 10 и И к общей шине ус ройства. Составляющая тока .Ь протекает в направлении к второму выводу для подключения источника питания дифференциального усилител 4. Благодаря этому записывается по напряжению питания дифференциальны усилитель 4, которлй приобретает усилительные свойства. С этого мом та начинается быстрый рост выходно го уровня напряжения стабилизатора По .заверпении длительности переход ного процесса напряжение на выходной .шине стабилизатора достигает установившегося значения. Коэффициент усиления-дифференди ного усилителя 9 определяется соот ношением К.-, . сопротивление резистора 10 R.- сопротивление резистора 11 При использовании в качестве ди ференциальных усилителей 4 и 9 мик росхем операционных усилителей вел чина тока через делитель напряжени на резисторахR 10 и fill выбирается равной (0,3-0,51мА. В качестведифферендиального усиеля 9 напряжения следует выбирать росхему операционного усилителя ольшим коэффициентом использования ряжения питания, т.е. и - максимальное значение выходного напряжения микросхемы операционного усилителя 9 на пряжения. Е - напряжение одного источника напряжения питания микросхемы операционного усилителя 9. Применение микросхем операционных лителей с большим значением у воляет уменьшить уровень напряжена регулирующем элементе 2. Минимальная величина напряжения регулирующем элементе определяетиз соотношения ММН ВХ.ЛЧИН г,1лн минимальное напряжение между коллектором ; и эмиттером транзистора регулирующего элемента 2, при котором его работа, не заходит в область насыщения.. Для мощных тр анзисторов, которые ользуются в качестве регулирующеэлементаи з д,„ 1-3 В. av ..„ допустимое отклонение ОЛ «МИП t при уменьшении входного напряжения стабилизатора с учетом уровня пульсаций . Минимальное значение напряжения которое необходимо обеспечить для кционирования микросхем операционусилителей 4 и 9 равно . 4) мй); - минимальное значение напряжения питания второго вывода микросхемы операционного усилителя . -9; - Т. .-j - коэффициент использова. ния напряжения питайиА - микросхемы операционйбго усилителя 9. Максимальное значение КПД стабили ора напряжения достигается при енстве минЙ1лального напряжения регулирующем элементе 1/2«цк имальному значению напряжения 1,; ороё необходимо для функциониро-. ия операционных усилителей 4 и .e. .; 2мин. мин.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулируквдий элемент, подключеннЕлй между соответствующими входным и выходным выводами, управляющий вход которого соеди- : ней с выход 1 первого дифференциаль.ного усилителя, неинвертирующий вход которого подсоединен к выходу опорного источника напряжения, а инвертирунвдий вход подключен к выходу первого делителя напряжения, вход которого подсоединен к выходным выводам, причем первый вывод для подключения к источнику питания первого дифферен циального усилителя соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, в него введены второй дифференциальный усилитель и второй делитель напряжения, причем первый вывод для подключения к истрчнику питания второго дифференциального усилителя подсоединен к общей шине, а его второй вывод для подключения к источнику питания подсоединен к входному выводу, при этом.второй зивоя для подключения :к источнику питанияпервого диффереН (Л циального усилителя соединен с выходом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к выходному выводу, а инвертирукиций вход - к выходу вто- & рого делителя напряжения, входные клеммы которого подсоединены к выходу второго дифференциального усилителя и к общей шине соответственно. .

v

,«

п

ff