Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к регулато рам напряжения, постоянного тока. Известны стабилизаторы постоянно го напряжения последовательного типа, содерл;ащие регулирующий элемент усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, делитель выходного напряжения С13иС211. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ста билизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласований с двумя противофазными выходами, трех полюсный повторитель тока, источник опорного напряжения, первый вход ко торого соединен с выходом делителя выходного напряжения, а его второй вход с источником опорного наприжения, трехполюсный повторитель тока, вход которого подключен к пер вому выходу усилителя сигнала рассогласования, а его выход связан со вторым выходом усилителя сигнала рас согласования и базой первого транзи стора, регулирующий транзистор, управляющий вход которого подключен к коллектору второго транзистора, силовой вход подклЕОчен к входному выводу стабилизатора и эмиттеру второго транзистора, а силовой выход соединен с выходным выводом стабилизатора, третий транзистор, эмиттер которого подключен к источнику опорного тока, а коллектор) к базе второго транзистора 2 . Недостаток известных устройств состоит в том, что они имеют сравнительно низкую стабильность выходного напряжения. Цель изобретения - повЕлшение стабильности выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор по.стоянного напряжения, содержащий усилитель сиг нала рассогласования с двумя противофазными выходами, первый вход которого соединег с выходом источника опорного напряжения, а второй - с выходом делителя обратной связи, трехполюсный повторитель тока, вход которого подключен к первому выходу усилителя сигнала рассогласования, а выход связан со вторым выходом усилителя сигнала рассогласования и базой первого транзистора, регулирующий элемент, управляющий вход которого соединен с коллектором второго транзистора, силовой вход соединен с входным выводом стабилизатора и с эмиттером второго транзистора, а силовой выход подключен к выходному выводу стабилизатора, источник опорного тока, соединенный с эмиттером третьего транзистора, коллектор которого связан с базой второго транзистора, база третьего транзистора соединена с выходом повторителя ток общий вывод которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента и эмиттеру первого транзистора, а коллектор первого транзистора соединен с эмиттером третьего транзистора и источником опорного тока. Принципиальная электрическая схема устройства приведена на чертеже. Стабилизатор напряжения содержит регулирующий элемент 1, усилитель сигнала рассогласования 2 с двумя противофазными выходаг-и, трехполюсный повторитель тока 3, источник опорного напряжения 4, источник опорного тока 5, делитель выходного напряжения 6, первый 7, второй 8 и третий 9 транзисторы. Управляющий вход регулирующего элемента 1 соединен с общим выводом 10 повторителя тока 3, эмиттером транзистора / и коллектором транзистора 8. Вход повторителя тока 3 подключен к первому выходу усилителя сигнала рассогласования 2, а его выход соединен со вторым выходом усилителя сигнала рассогласования 2 и объединенными базами первого 7 и третьего 9 транзисторов . Первый вход усилителя сигнала рассогласования 2 подключен к выходу делителя выходного напряи ения 6, а его второй вход соединен с выходом источника опорного напряжения 4, Эмиттер транзистора 9 соединен с коллектором транзистора 7 и источником опорного тока 5, Коллектор транзистора 9 подключен к базе транзистора 8, Силовой вход 11 регулирующего элемента 1 и эмиттер транзистора 6 прдклю-чены к входному выводу 12 стабилизатора. Силовой выход регулирующего элемента 1 соединен с выходным выводом 1 3 стабилизатора. Общие выводы усилителя сихнала рассогласования 2, источника опорного напряжения 4, источника опорного тока 5 и делителя выходного напряжения б объединены и подключены к общей шине 14 стабилизатора. Устройство работает следующим образом. При уменьшении по какой-либо причине выходного напряжения часть его через делитель выходного напряжения б подается на первый вход усилителя сигнала рассогласования 2 выделяет и усиливает разностный сигнал, который с выхода усилителя 2 подается на объединенные базы 7 и 9 транзисторов . Транзистор 7 подзакрывается, а транзистор 9 приоткрывается причем приращение тока эмиттера т дТранзистора 9 равно прирашению тока коллектора {|х-7 транзистора 7, Появляется приратение тока коллектора if gтранзистора J3, приводя к соответствующему прира щению тока базы транзистора 8, Транзистор 8 приоткрывается и появляется приращение тока в его коллекторной цепи Kg, что приводит к увеличению входного тока Igypg регулирующего элемента 1, При этом транзисторы регулирующего элемента 1 приоткрываются, вызывая тем самым приращение тока нагрузки i, компенсирующее умень шение выходного напряжения, В устройстве создана цепь компен сации выходного сопротивления Гдых а повторителя тока 3; Предположим, появилось приращение напряжения выходе усилителя 2. Появляется приращение напряже ния на эмиттере повторителя напряже ния 7 равное приращению напряжения на общей точке 10 повторителя тока 3, причем Д V коэффициент усиления по напряжению ,-транзистора 7. Следовательно, прира щение напряжения на выходном сопротивлении rg(,| 3 повторителя тока 3 составляет разность между Ugj,ix2 , что соответствует эквивалентно viy увеличению выходного сопротивления в (1-Кцт)- раз. Так при 0,95 иГ5, кОм эквивалентное выходное сопротивление 1, 3 составляет 5 МОм. I Коэффициент усиления по напряжению усилителя сигнала рассогласования 2 стабилизатора определяется со отношением - , Aii LlhiL , (Я -и/ где 2 статический ток усилителя. 7 (f вх 9 сопротивление на рузки усилителя 2, Величину сопротивления, нагрузки усилителя 2 определяем как н2%х2/(.). где 15-7 и 159- Ьаз 7 и 9 транз сторов соотве.тственно. Учитывая, чт 5& бхрэ бд гоэ . ,приращение токов баз транзисторов 7 и 9 определяется как I ч-li 2-197 2139 Б7- 59 -к: РЭ 2-197 2-Гэ8 2-(9 Поскольку выход-усилителя сигнала рассогласования 2 связан с выходом 13 стабилизатора напряжения через эмиттерный повторитель 7, а регулирующий элемент 1 выполнен по схеме Дарлингтона, можно сказать, что эьухг Н н - приращение напряжения на выходе 13 стабилизатора. Следовательно - П Ъ л.- Н2 i ff, +fi {p3 24-l 21ss 2-(3) Hi 2137 г-(99) ( 3) где Rj, - сопротивление нагрузки стабилизатора. Так при ( 5 В и типовых значениях коэффициентов усиления по току 7, 8 и 9 транзисторов (, 2198 i20,fi2f39 коэффициент усиления усилителя сигнала рассогласования 2, в зависимости от сопротивления наг- рузки (5 Ом ), изменяется от 5-Ю до 10, что позволяет в 5-10 раз повысить стабильность выходного напряжения стабилизатора по сравнению с прототипом. Дополнительным достоинством стабилизатора является простота его схемной реализации, так как он содержит на 10 элементов меньше, чем прототип. Создание сверхвысокоомной точки (выход усилителя сигнала рассогласования) позволяет значительно упростить цепи коррекции стабилизатора и выполнить их в виде внутреннего корректирующего конденсатора, небольшой емкости.

СТАБИЛИЗАТОР-ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий-усилитель сигнала рассогласования с двумя противофазными выходами, первый вход которого соединен с выходом источника опорного .напряжения, а второй - с выходом делителя обратной связи, трехполюсный повторитель тока, вход которого подключен к первому выходу усилителя сигнала рассогласования, авыход связан со вторым выходом усилителя сигнала рассогласования и базой первого транзистора, регулирующий элемент, -управляющий вход которого подключен к коллектору второго транзистора, силовой вход соединен с входным выводом стабилизатора и эмиттером второго транзистора, а силовой выход - с выходным выводом стабилизатора, третий транзистор, эмиттер которого соединен с источником опорного тока, а коллектор - с базой второго транзистора, о т л ичающи а с я тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, база третьего транзисто§ ра соединена с выходом повторителя сл тока, общий вывод которого подключен к управляющему входу регулируюCZ щего элемента и эмиттеру первого транзистора, а коллектор первого транзистора соединен с эмиттером третьего транзистора и источником опорного тока. о СА vl 05