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

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам ста билизации напряжения, и может быть использовано в качестве прецизионного низковольтного источника питания. По основноьгу авт.св. № 744513 известен Ьтабилизатор напряжения по тоянного тока, содержащий регулирующий транзистор,включенный последо вательно между входным н выходным вьгоодами стабилизатора, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с базой регулирующего тран зистора, и эквивалент стабилитрона на трех транзисторах, причем эмиттерные цепи первого и третьего тран зисторов эквивалента стабилитрона соединены с общим выводом стабилизатора, база и коллектор первого транзистора соединены с базой второго транзистора,эмиттер которого чер резистор соединен с общим вьюодом ста билизатора, а коллектор - непосредственно с базой третьего транзистор а коллекторы всех транзисторов экви валента стабилитрона через собствен ные коллекторные резисторы соединены с выкодным выводом стабилизатора, а также делитель выходного напряжения, причем усилитель постоянного тока выполнен по дифференциаль ной схеме, первый вход которого под ключен к выходу делителя выходного напряжения, а второй - к коллектору третьего транзистора эквивалента стабилитрона С 3 Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и термостабильность, так как устройство позволяет получать с заданной термостабильностью только-строго фиксированные значения выходного напряжения, причем условия полной термокомпенсации выполняются в случае, если второй и третий транзисторы работают в ненасыщенном режиме, что не может быть обеспечено, т.е. падения напряжения на эмиттерных переходах указанных транзисторов должны быть равны, следовательно, потенциал кол лектора второго транзистора, равный потенциалу базы третьего транзистор оказывается ниже потенциала своей базы из-за падения напряжения на ре зисторе. В результате температурная нестабильность выходного напряжения н может быть получена меньше 50 мкВ/ С. 746 2 Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение термостабильности. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно междувходным и выходным вьюодами стабилизатора, усилитель постоянного тока, выход которочго соединен с базой регулирующего транзистора, и эквивалент стабилитрона на трех транзисторах, причем эмиттерные. цепи первого и третьего транзисторов эквивалента стабилитрона соединены с общим выводом стабилизатора, база и коллектор первого транзистора соединены с базой второго транзистора, эмиттер которого через резистор соединен с общим выводом стабилизатора, а коллектор непосредсавенно с базой третьего транзистора, а коллекторы всех транзисторов эквивалента стабилитрона через собственные коллекторные резисторы соединены с выходным выводом стабилизатора, а также делитель выходного напряжения, причем усилитель постоянного тока выполнен по дифференциальной схеме, первый вход которой подключен к выходу делителя выходного напряжения, а второй - к коллектору третьего транзистора экви валента стабилитрона,-введен дополнительный резистор, один вывод которого соединен с эмиттером третьего транзистора эквивалента стабилитрона, а другой вывод - с общим выводом стабилизатора. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содерлшт источник I питания, регулирующий транзистор 2, включенньш между входным и выходным выводами стабилизатора, эквивалент 3 стабилитрона, состоящий из четырех резисторов 4-7, трех транзисторов 8-10 и дополнительного резистора 11,дифференциальный усилитель 12 и делитель 13 напряжения, средняя точка которого подключена к одному входу дифференциального усилителя 12,другой вход которого соединен с коллектором транзистора 10 и резистором 7, второй вьгоод которого соединен с выходным выводом стабилизатора напряжения. База транзистора 10 соединена с коллектором транзис31

тора 9 и через резистор 5 с выходом стабилизатора, база и коллектор тран зистора 8 и база транзистора 9 через резистор 4 также соединены с выходным выводом стабилизатора, эмиттер (Транзистора 9 резистор 6 соединен с общим вьшодом стабилизатора, с которым также соединены эмиттер транзистора 8 и через дополнительный резистор 1 эмиттер транзистора 10. Выход дифференциального усилителя 12 соединен с базой регулирующего транзистора 2.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия предлагаемого устройства аналогичен принципу дейтвия известного, т.е. в результате выбора определенного соотношения сопротивлений резисторов 5 и 6 создается падение напряжения на резисторе 5 с таким положительным температурным коэффициентом, который равен отрицательному температурному коэффициенту падения напряжения на эмиттерном переходе третьего транзистора 10. В сумме ЭТО напряжение равно ,2 В. С помощью резистора 7, дифференциального усилителя 12 с регулирующим транзистором 2 и елителя выходного 13 напряжения с коэффициентом деления К благодаря егулированию выходного напряжения ток третьего транзистора 10 поддеривается постоянным. Указанный ток протекает через дополнительный резистор 11, создавая на нем падение апряжения U, т.е. путем выбора сопротивления дополнительного резистора 11 можно обеспечить ненасыенный режим работы второго транзистора 9 и, кроме того, задавать

г+бУ+б4

величину выходного напряжения, которая равна ид(,1,2+ U. Причем

и - R ,где RT и сопро5 тивления резисторов 7 и 11,

При этом, задавая с помощью резистора 7 коллекторные токи транзисторов 9 и 10 равными, можно исклю чить влияние температурных флуктуа10 ций их базовых токов на вькодное напряжение, так как падение напряжения на резисторе 5 равно

)R (

- J

/

-1

I

65

« . kS

I

т.е.и : -р f I где R сопроо

бтипление резистора 5, I (,. и

соответственно коллекторны и базовые токи соответствующих транзисторов, а ли - разность падений напряжения на 1эмиттерных переходах транзисторов 8 и 9.

Для подобных прецизионных стабилизаторов основным условием является использование согласованных транзисторов 8-10, выполненных в одном кристалле, т.е. при обеспечении равенства коллекторных токов транзисто ров 9 и iO автоматически обеспечивается равенство их базовых токов.

Предлагаемый стабилизатор напряжения позволяет устанавливать любое заданное значение выходного напряжения более 1 ,2 В при сохранении его темпратурной стабильности,что обеспечивает расширение его функциональных возможностей. При получении напряжения 1,2 В обеспечивается ненасьщенный режим работы второго транзистора в результате чего температурная стабильность примерно в два-три раза может быть снижена.

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св. 744513, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения термостабильности, в него введен дополнительный резистор, один вывод которого соединен с эмиттером третьего транзистора эквивалента стабилитрона, а другой вывод - с общим вьшодом стабилизатора. сл 4 О) 4 05