Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H01J49/28 

I Изобретение относится к регуляторам напряжения постоянного тока. Известны стабилизаторы постоянног напряжения, содержащие транзисторный регулирующий элемент, источник опорного напряжения, делитель выходного напряжения, усилитель сигнала рассогласования, корректирующий кон.денсатор и узел коррекции С 1 3. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения,содержащий транзисторный регулируюищй элемент, включенный между входным и выходным выводами, источник опорного напряжения, соединенный с -базой первого входного транзистора усилите ля сигнала рассогласования, первый повторитель тока, вход которого подключен к коллектору первого входного транзистора, а выход соединен с корректирующим конденсатором и управляющим входом транзисторного регу лирующего элемента, делитель выходного напряжения, средним выводом под ключенный к базе второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, источник тока в общей эмг.- терной цепи входных транзисторов iусилителя сигнала рассогласования, первый, второй и третий вспомогательные резисторы, вспомогательный транзистор, эмиттер которого подключен к эмиттеру второго входного тран зистора усилителя сигнала рассогласования, а коллектор соединен с обще шиной С 2 3. Недостаток известного стабилизатора состоит в том, что он имеет сравнительно большой ток потребления по цепям делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения. Кроме того, он характеризуется допол нительной температурной нестабильностью выходного напряжения, связанной с Подключением к дифференциальному каскаду р-п переходов. Действительно, для получения боль ших токов перезаряда корректирующего конденсатора необходимо, чтобы ток вспомогательного нелинейного делителя, включенного параллельно выходу о новного делителя, бьт достаточно большим, С другой стороны, ток вспом гательного делителя является частью тока основного делителя, от которого зависит выходное напряжение стаби лизатора. Из-за влияния диодов в це.пях вспомогательного нелинейного 8J делителя его ток оказывается температурно-зависимым. Это отрицательно сказывается на стабильности выходного напряжения. В известном стабилизаторе ток делителя выходного напряжения не может выбираться произвольным. При использовании на входе дифференциального каскада полевых транзисторов известный стабилизатор праистически неработоспособен. К тому же, при высоких требованиях к линейности характер.истики передачи дифференциального каскада ухудшается стабильность выходного напряжения из-за темпера- . турного дрейфа тока эмиттера вспомогате тьного транзистора. Цель изобретения - повышение статической точности и уменьшение тока потребления стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, источник опорного напряжения, соединенный с базой первого входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, первый повторитель тока, вход которого подключен к коллектору первого входного транзистора, а выход соединен с корректирующим конденсатором и управляющим, входом транзисторного регулирующего элемента, делитель выходного напряжения, средним выводом подключенный к базе второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, источник тока в общей эмиттерной цепи входных транзисторов усилителя сигнала рассогласования, первый, второй и третий вспомогат€шьные резисторы, вспомогательный транзистор, эмиттер которого Подключен к эмиттеру второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, а коллектор соединен с общей шиной, введен дополнительный повторитель тока, вход которого подключён к. коллектору второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, а коллекторный выход через первый вспомогательный резистор - к общей шине и базе вспомогательного транзистора, причем эмиттеры входных транзисторов, соединены друг с другом через Последовательно соединенные второй и третий вспомогательные резистооы. 3 общая точка которых подключена к источнику тока. На чертеже показана принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения. Стабилизатор содержит транзистор ный регулирующий элемент 1, включен ный между входным 2 и выходным 3 вы водами стабилизатора, источник 4 опорного напряжения, первый 5 и вто рой 6 входные транзисторы усилителя сигнала рассогласования, между эмиттерами (истоками) которых включены второй 7 и третий 8 вспомогат1г .ные резисторы, первый повторитель 9 тока, вход которого подключен к кол лектору (стоку) транзистора 5, а вы ход соединен с корректирующим конденсатором 10 и управляющим входом регулирующего элемента 1. Коллектор (сток) транзистора 6 подключен к вх ду дополнительного повторителя 11 тока, коллекторный выход которого соединен с общей шиной через первый вспомогательный резистор 12 и связа с базой вспомогательного транзистора 13. Общая точка резисторов 7 и 8 подключена к источнику 14 тока в общей змиттерной (истоковой) цепи транзисторов 5 и 6. База (затвор) транзистора б подключена к выходу делителя 15 выходного напряжения Повторители 9 и 11 тока выполнен на диоде 16 и транзисторе 17, а делитель выходного напряжения 15 - на резисторах 18 и 19, Стабилизатор работает следующим образом. В статистическом режиме oллeкторный ток (ток стока) транзистора 6 (dg) больще половины тока источника 1.4 (D,J . Этот ток благодаря по вторителю 1 протекает через резистор 12. В области малых сигналор рассогласования, обусловленных увеличени тока нагрузки 3(} 0-50 мВ, где Ug, напряжение между базами транзисторов 5 и б) , транзистор 13 закр что обеспечивается соответствующим выбором сопротивления резистора 12 (R. Уменъщение напряжения на выходе стабилизатора под действием тока на грузки DU вызывает уменьшение тока 3g и увеличение тока транзистора 5 (Од-) на величину 8 1Д« .fc коэффициент передачи трднзистора 6 с общей базой; передачи транзистора 5 с общей базой, Как только ток 3 протекающий через резистор 12, изменится настолько, что транзистор 13 войдет в активный режим, дальнейшее уменьшение тока 3g прекратится. В этот момент все приращение напряжения U /будет передаваться без ослабления на эмиттер транзистора 13. Как следствие ток Dj получит дополнительное приращение 3 n. Причем ограничения тока ii не наступит вплоть до весьма больших уровней В. В этих условиях за - . счет усилении тока i.r регулирующим элементом 1 в нагрузке могут протекать амперные токи. В переходном режиме при скачкЬ- образном изменении тока 3 ток ii , быстро перезарядит корректирующий конденсатор 10. Это позволяет выбирать ток сравнительно небольшим (100-200 мкА), что благоприятно влияет на общий ток потребления стабилизатора. Напряжение , при котором включается в работу транзистор 13, может варьироваться в широких пределах (V p 5-500 мв) без ухудщеяия температурной стабильности дифференциального каскада на транзисторах 5 и 6. Заметим, что в известном стабилизаторе при Vj.p 5-100 мВ дрейфовые параметры дифференциального каскада и в сего стабилизатора ухудшаются. Поэтому в стабилизатореД2 1 не рекомендуется выбирать малые значения напряжения V..-. Это не позволяет использовать нелинейную коррекцию в области малых сигналов рассогласования и ограничивает снизу статический ток входных транзисторов. В предлагаемом стабилизаторе цепь нелинейной коррекции не связана с делителем 15 и не влияет на выбор его тока. Это позволяет применять на входе усилителя полевые или составные транзисторы и дает возможность уменьшить общий ток 10515 потребления стабилизатора за счет увеличения сопротивления делителя 15. Стабилизатор может иметь ряд модификаций., в частности, эьшттерный выход повторителя 1 допускается подключать непосредственно к коллекторному выходу повторите5ля 9. Вместо резистора 12 целесоЪб разно применять источник тока. Дляфорсированного разряда конденса тора 10 с помощью рассмотренной це пи нелинейной коррекции вход повто рителя 11 следует объединить с входом . повторителя 9. Возможно совместное использование обеих вариантов нелинейной коррекции.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенньЕй между входным и выходным выводами, источник опорного напряжения, соединенный с базой первого транзистора усилителя сигнала рассогласования, первый повторитель тока, вход которого подключен к коллектору первого входного транзистора, а выход соединен с корректирующим конденсатором и управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, делитель выходного напряжения, средним выводом подключенный к базе второго входного транзистора усилителя сигналов рассогласования, источник тока в общей эмиттерной цепи входных трашзнсторов усилителя сигнала pacdoглacoБaния, первый, второй и третий вспомогательные резисторы, вспомогательньй.транзистор, эмиттер которого подключен к эмиттеру второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласо- , вания, а коллектор соединен с общейi шнной, отличающийся : тем, что, с целью уменьшения тока потребления и повышения статической , точности, в него введен дополнительный повторитель тока, вход ко- , (Л торого подключен к коллектору второй го входного транзистора усцлителя сигнала рассогласования, а коллек- , торный выход через первый вспомогательный резистор - к общей шине и базе вспомогательного транзистора, причем эмиттеры входных транзисторов ел ел соединены друг с другом через последовательно соединенные второй и третий вспомогательные резисторы,общая точка которых .юдкличела к источ00 нику токаТ