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

Изобретение относится к регуляторам напряжения постоянного тока. Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, выполненный на трех транзисторах и трех резисторах Недостатками известного стабилизатора являются ограниченные температурная стабильность выходного напряжения и функциональные возможности, как он позволяет получить только одно термостабильное выходное напряжение 1,2В, т.е. может быть использоваи в качестве только опорног о источника. При выходных напряжениях отличающихся от 3,2В резко снижается его термостабильнос.ь. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату стабилизатор напряжения постоянного тока содержит регулирующий транзистор, включенный последовательно меж,пу входным и выходным выводами, первый дифференциальный усилитель, выход которого соедшшк с базой регулирующего транзистора, неинвертирующий вход подклю чен к делителю выходного напряжения а инвертирующий вход подключен к де лителю выходного .напряжения, а инве тирующий вход - к эквиваленту стаби литрона, выполненному на трех транзисторах, четырех резисторах и элементе смещения, причем коллекторы первого и второго транзисторов соответственно через первый и второй резисторы подключены к выходному вы воду, с которым связан и коллектор третьего транзистора, эмиттер которого через элемент смещения подктсачен к общей шине, к которой подключены SMJiTTep первого транзистора непосредственно, а эмиттер второго транзистора через третий резистор, базы первого и второго транзисторов объединены, а база третьего транзистора соединена с коллектором второго транзистораС 2. Недостатком указанного стабилизатора является низкая температурная стабильность выходного напряжения при его регулировке. Это связан с , что. при регулировке выходног напряжения изменяется режим по постотшому току транзисторов и, следо вательно, условия термокомпенсации выходного напряжения эквивалента стабилитрона и стабилизатора в цело 72 Цель изобретения - повышение температурной стабильности при регулировке выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирукщий транзистор, включенный последовательно между входным и выходным выводами, первый дифференциальные усилитель, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, неинвертирующий вход подключен к делителю выходного напряжения, а инвертирующий вход - к эквиваленту стабилитрона, выполненному на трех транзистоpax, четырех резисторах и элементе смещения, причем коллекторы первого и второго транзисторов соответственно через первый и второй резисторы подключены к выходному вьшоду, с которым связан и коллектор третьего транзистора, эмиттер которого через элемент смещения подключен к общей шине, к которой подключены эмиттер первого транзистора непосредственно, а эмиттер второго транзистора через третий резистор, базы первого и второго транзисторов объединены, а база Третьего транзистора соединена с коллектором второго транзистора, введен второй дифференциальный усилитель, а элемент смещения выполнен на введенном четвертом транзисторе и четвертом резисторе причем второй дифференциальный у( тель подключен- неинвертирующим входом к коллектору первого транзистора, инвертирующим входом к коллектору второго транзистора, выходом к базам первого и второго транзисторов, четвертый транзистор подключен базой к базе второго транзистора, эмиттером через четвертый резистор к общей шине, а коллектором к эмиттеру третьего транзистора и инвертирующему входу первого дифференциального усилителя. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит три транзистора 1-3 и три резистора 4-6, через первый из которых (4 ) коллектор первого транзистора Г соединен с выходным выводом, с которым коллектор второго транзистора 2 соединен через второй резистор 5, а коллектор третьего транзистора 3 соединен непосредственно, причем эмиттер первого транзистора 1 соединен с общей шиной источника 7 питания, с которой эмиттер второго транзистора 2 соединен через третий резистор 6, базы первого 1 и .второго 2 транзисторов объединены, а коллектор второго транзистора 2 соединен с базой третьего транзистора 3, два дифференциальных усилителя 8 и 9, регулирующий транзистор 10, -резистивный делитель 11, четвертый транзистор 12 и четвертый резистор 13, через который эмиттер транзистора 12 соединен с общей шиной источника 7, база транзистора 12 соединена с базами первого 1 и второго 2 транзисторов, а коллектор соединен с эмиттером третьего транзистора 3 и инвертирующим входом пер вого дифференциального усилителя 8, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора 1C, включенного между входным и выходным выводами устройства, а неинвертирующий вход - с выходом резистивного делителя 11 выходного напряжения причем неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя 9 соединен с коллектором первого тран зистора 1, инвертирующий вход - с коллектором второго транзистора 2, а выход - с базами первого 1 и второго 2 транзисторов. Устройство работает следующим Ьб разом. Первый дифференциальный усилител 9 обеспечивает во всех случаях равенство коллекторных потенциалов первого 1 и второго 2 транзисторов в результате управления ими по базам. В то же время известно, что ра ность напряжений на эмиттерных пере ходах согласованной пары транзистор (в данном случае указанная разность вьщеляется на резисторе 6 )определя ется отношением их коллекторных токов . А так как коллекторные потенци алы равны, то отношение коллекторны токов однозначно определяется отноением сопротивлений резисторов 4 и 5, т.е. Re и., где J - падение напряженияна резисторе 6; Ч-р- температурный потенциал. При достаточно большом коэффииенте усиления по току второго транзистора 2 можно считать, что на езистору 5 выделится напряжение с Напряжение U между коллектором и эмиттером третьего транзистора 3 является опорным и равно и :.U5.U5., Путем выбора сопротивлений резис- торов 4-6 можно обеспечить нулевой температурный коэффициент данного напряжения U, которое при этом равно около 1,2 В и не зависит от выходного напряжения. Транзистор 12 с резистором 13, сопротивление которого выбирается рав ным сопротивлению резистора 6, предназначен для обеспечения работы третьего транзистора 3 при фиксированном эмиттерном токе, равном току второго транзистора 2, что позволяет полностью согласовать температурные коэффициенты : напряжений УдИ U j-ээ в широком диапазоне температур. В результате термонестабильность выходного напряжения будет определяться термостабильностью напряжения и, напряжения смещения второго дифференциального усилителя 8 и коэффициента передачи делителя 11, которые можно снизить до уровня 30- .. 50 мкВ/°С. Изобретение позволяет получить высокую термостабильность выходного напряжения, а также способность сохранять ее при изменении в широком диапазоне как выходного напряжения, так и тока нагрузки.

СТАБШИЗАТОР НАПРЖКЕНИЯ ПОСТОЯРШОГО ТОКА, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно между входным и выходным выводами, первый дифференциальный усилитель, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, неинвертирующий вход подключен к делителю выходного напряжения, а инвертирующий вход - к эквиваленту стабилитрона, выполненному на трех транзисторах, четырех резисторах и элементе смещения, причем коллекторы первого и второго транзисторов соответственно через первый и второй резисторы подключены к выходному вьшоду, с которым связан и коллектор третьего транзистора, эмиттер которого через элемент смещения подключен к общей шине, к которой подключены эмиттер первого транзистора непосредственно, а эмиттер второго транзистора через третий резистор, базы первого и второго транзисторов объединены, а база третьего транзистора соединена с коллектором второго транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности при регулировке выходного напряжения, в него введен второй дифференциальный усилитель, а элемент смещения выполнен на введенном четвертом транзисторе и четвертом резисторе, приi чем второй дифференциальный усилитель подключен неинвертирующим вхо(Л дом к коллектору первого траизистора, инвертирующим входом к коллектору второго транзистора, выходом к базам первого и второго транзисторов, четвертый транзистор подключен базой к базе второго транзистора, эмиттером через четвертый резистор к общей шине, а коллектором к эмит теру третьего транзистора и инвертиОд рующему входу первого дифференциаль ного усилителя. 4