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

Изобретение относится к регулято рам напряжения, постоянного тока.

Известны интегральные стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие регулирующий транзистор с коллекторным выходом, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжений, делитель выходного напряжения, элементы задания рабоче. го режима .Q

:НаиСК лее близким коиэобретению по технической .сущности является .стабилизатор постоянного напряжения содержа1йий транзисто| ный регулируюю .мий элемент, включенный между входным и выхрдшлм выводами, первый. входной транзистор усилителя сигнала рассогласовавия соединенный с йгсточником опорного напряже.ния, второй входной транзистор усилителя, коллектор которого по 1ключен к обйей цщне, база соеданёна с выходом делителя напряжения, а эмиттер с эмиттерс м вйнодного транзистора, уёел активной нагруаки,; включенный меЛду вводным выводом и объединенными выводами -«оллекФора выходного транзистора усилителя и управляющего входа транзисторного регу,4йрующего элемента, повторитель тока с базовым эми- терным и коллекторнылет выводами, источник .тока, включенный входным выводом и базой выхсзднрго транзистора усилителя (2 . Нейостатком известного устройстаа являет;ся сравнительно невысокая , точность стабилизации выходного Напряжения, составляющая в лучшем 4 Ср;,. 100 мВ при изменении тока нагрузки от нуля до номинально:Го значения, которое определяется коэффициентом усиления по току регулируюиего эЛёмейта (К;) и величиной источника тока (Зо ). При токе « мка и tr 1000 максимальное значение тока нагрузки ,д,а,, составляет 50-100 мА.

В большинстве случаев этого HefliOc таточно POK3,(j;jai c можно увеличить за счет увеличения числа ранзисторов в регулирующем элементе .1 Однако это приводит к ухудшению КПД стабилиэатора. С другой стороны, только: увеличение ( у елячква&с ток потребления и отрицателвно сказыва ется йа КПД стабилизатора в области Малых токов нагрузки,: ограничивает максимальнее сопротивления резисторов делител| напряжения из-;эа температурной нестабильности выходного напряжения. Целью изобретения является повнР л 60 шение точности стабилизации ВЫХОДНО-; го напряжения, ;| Поставленная цель достигаемся тем что в стабилизаторе постойнного напряжения/ содержащем транзисторный , 65

регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, первый входной транзистор усилителя сигнала рассогласования, соедиЯенный с источником опорного напряжения, второй транзистор усилителя, коллектор которого подключен к общей шине, база соединена с выходом делителя выходного напряжения, а эмиттер - с эмиттером выходного транзистора усилителя, узел активной нагрузки, включенный между входным выводом и объединенными выводами коллектора выходного транзистора; усилителя и управляющего входа транзисторного регулирующего элемента, повторитель тока с базовым эмиттер HBiM и коллекторными выводами, источник тока, включенный между входным выводом стабилизатора и базой выходного транзистора усилителя эмиттеры первого и второго входных транзисторов объединены, базовый вывод повторителя тока .соединен с коллектором первого входного транзистр, ра, эмиттерный выВод подключен к общей шине/ а коллекторный вьзвод соединен с базой выходного транзистора усилителя,

На чертеже изображена принципиаль ная электрическая схема устройства.

Стабилизатор содержит транзисториый регулир1пющий элемент 1, включенный между . входным 2 и выходным 3 выводами стабилизатора. База первого входного транзистора 4 усилителя сигнала рассогласования соединена с и.с{точником 5 опорного напряжения, а 1база второго транзистора б подключе на к выходу делителя 7 выходного iнапряжения. Эмиттеры транзисторов 4 и 5 соединены с эмиттером выходного транзистора 8 усилителя сигнала рассогласования. Коллектор транзистора 8 соединен с управляющим входом регулирующего элемента. 1 и уэлом 9 активной 1гагрузкй; Ваза транзистора соединена с коллекторнШ4 выводом повторителя 10 трка и источником 11 . тока. Коллектор:транзистора 4 соещиiees с базошлм входом повторителя 10, Эмиттернйй вывод повторителя 10 под клкгаен к общей шине. Повторитель 10 реализован на элементах 12 и 13, а делительвьгходйого напряжения - на резисторах 14 и 15;

В статическом режиме {tf|, О) тбк эмиттера транзистора 8 перераспределяется между ЭАО1ттерг1МИ транзистора и 6, так как входные характеристики Франзйсторов 4 и б идентичны та 4lH.-% I -. ,. . г4е JJii - коллекторный ток транзистора; Д(Эя ок источника 9 (11),

Форйула г{1). справедлива при условии, что коэффициент передачи тока повторителя 10 близок к единице. При увеличении тока нагрузки напряжение на базе транзистора 6 становится более положительным на Это. :вызывает увеличение эмиттерного tp; ка транзисторов б и 8 иа величину

4

96:Эв 4H 7

где Ц « 25 мВ - температурный прт йдигш. За счет отрицательной обратной связи, пе.тля которой закыкается че реэ транзисторы 8 и 4 к элемент 12 и 13, змиттерный ток транзистора 4 практически -не изменяется. Прэ-гоЦг , ; транзистора 4 не йлияет на кр|у1изну преобразования напряжения ftUex.

и -ток .э ;.., .., , - :- ,. j . Из формулы;(2) Можно найти, что ТОК « нелинейно зависит от Ugn . Причем ограничение Этого тока не наступает с увелич.еийем ли вц . Так как .все приращение тока il 5 передается на вход регулирующего элемента, то максимальный ток Hairpys киЯ Аяакс может достигать единиц ампер при относительно HeeoJiib J шом приращениилЦ 0 -двв, (при 7

.р,):-;- : :, . . v;-:v :

(3)

1« i гдвЗ«««Эч/5

Таким образом, при прочих равных условиях выходное напряжение , ;стабилизатора оказывается боле стабильным в широком диапазоне токов .нагрузки.- ; ; .:„,-,- ,.-. .,„..,; ;, V. KpoMie этого, предла:гаемый етаОи-; лизатор характеризуется более кой температурной стабил|ьнрстью вы- : ходного иапряжения. При рациональном построении узлов .9-11 дрейф ЭДС смещения нуля усилителя сигнала р ассог-г ласования определяется температурным с ёщением входных характеристик только двух транзисторов 4 и 6. В известном стабилизаторе этот параметр зависит от восьми транзисторов. Стабильность выходного напряжения зависит также от стабильности опорного яр-сочника 5. Е тех случаях, когда источник5 Мс1Л 4ощный, необходимо иметь высокое входное сопротивлениеЧ9 4 по цепи базы транзистора 4.- , . . - ;/. ..:;;.

В предлагаем стабилизаторе за счет новых связей сопротивление R ц в несколько сОтен раз превышает Rgx известного усилителя. Это позволяет исключить еще одну составлякнцую нестабильности выходного напряжения стабилизатора. .

СТАБИЛИЗАТОРпостоянного fi/ШРЯЖЕНИЯ/ .содержаШ1Й транзистор -. ный регулирующий элемент включен- ный между входным и выходным выводами первый входной транзистор усилителя сигнсша рассогласования, -соединенный с источником Опорного напряжения, второй транзистор усилителя, колле1стор которого подключен к общей шине, база соединена с выходом делителя выходного напряжения, а элшттер - с эмиттером выходного транзистора усилителя, узел активний нагрузки, включенный между входным выводом и объединенными выводами коллектора выходного транзистора усилителя и -управляющего входа транзисторного регулирукяцего элемента, повторитель тока с базовьш,эмиттерным и коллекторными выводами, источник тока, включенный мезкду входным выводом, стабилизатора и базой выходного транзистора уотлителя, о т л и ч а ю t:щ и и с я тем, что, С целью повышения точности стабилйзацНи выходного : Напряжения, эмиттеры первого и вто- Щ рого входных транзисторов объединеСО :ЕШ, базовый вывод повторителя тока соединен с коллектором первого входс ного транзистора, эмиттерный вывод подключен к общей шине, а коллекторный вывод соединен с базой выходного В транзистора усилителя. о ;я &д оь