Двухполярный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения постоянного тока. Известны двухполярные непрерывные стабилизаторы постоянного напря жетя последовательного типа, содержащие дервый и второй регулирующие элементы, первый и второй усилители сигнала рассогласования, узел задания статического режима, источник опорного напряжения, первый и второй делители вькодного напряжения lj и Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двух полярньй стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и вто рой регулирующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители сигнала рассогласования с двумя противофазными выходами, первый и второй делители напряжения, источник опорного напряжения, источник тока, токозадающий резистор, первый и второй согласующие транзисторы и узел задания статического режима, состоящий из цепи запуска и первого и втор го источников опорного тока, причем первый усилитель состоит из первого и второго транзисторов, эмиттеры которых объединены, а базы подключены соответственно к общей щине и к выходу первого делителя, коллектор первого транзистора соединен с первы выходом источника тока и базой первого согласующего транзистора, коллектор которого связан с первым вйходом узла задания статического режима и управляющим входом первого регулирующего элемента, второй усилитель состоит из третьего и четвер-того транзисторов, эмиттеры которых объединены, а базы подключены соответственно к выходу источника опорного напряжения и выходу второго делителя напряжения, коллектор треть его транзистора соединен с вторым выходом источника тока и с базой второго согласующего транзистора, коллектор которого связан с управляю щим входом второго регулирующего элемента и вторым выходом узла задания статического режима, вход источника тока через токозадающий резистор подключен к общей пине и к эмиттерам первого и второго согласующих транзисторов, к коллектору четвертого транзистора, к общему вьшоду источника опорного напряжения и к общему выводу второго делителя, вы- ; ход первого регулируемого элемента соединен с первым выходным выводом, с общим выводом источника тока, с входом первого делителя и с коллектором второго транзистора, выход второго регулирующего элемента связан с входом второго и с общим выводом первого делителей, с вторым выходным выводом и с общими выводами первого и второго усилителей, силовые входы первого и второго регулирукяцих элементов соединены соответственно с первым и вторым входными выводами и с узлом задания статического режима 2 , Недостаток известного стабилизатора состоит в том, что он имеет сравнительно небольшой диапазон регулировки выходного напряжения. В известном стабилизаторе минимальное выходное напряжение, равно напряжению внутреннего источника опорного напряжения. Однако, так как источник опорного напряжения выполнен с использованием стабилитрона, то минимальное выходное напряжение ограничено 7 В, т.е. напряжением пробоя интегрального стабилитрона. Целью изобретения является расширение диапазона регулировки выходного напряжения стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в двухполярном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем первый и второй регулирующие элементы, силовые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входными выводами, первый и второй делители выходного напряжения, источник тока, усилитель сигнала рассогласования на первом, втором, третьем и четвертом транзисторах, причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, а базы подключены соответственно к общей пине и к выходу первого делителя выходного напряжения, токозадающий резистор и узел задания статического режима, первый выход которого соединен с управляющим входом первого регулирующего элемента и коллектором первого согласукицего транзистора, а второй выход - с управляющим входом второго регулирующего элемента и коллектором второго согласующего транзистора, коллектор первого транзистора соединен с первым выходом источьгика тока и базой первого согласующего транзистора, эмиттер кото рого подключен к общей шине, выход первого регулирующего элемента соединен с первым выходным выводом и входам первого делителя, а выход второго регулирующего элемента - с вторым выходным выводом и входом второго делителя выходного напряжения, база третьего транзистора соединена с выходом первого делителя, коллектор подключен к входу источника тока, а эмиттер через токозадакяций резистор соединен с эмиттерами первого и второго транзисторов и с общим выводом второго делителя напряжения, база четвертого транзистора соединена с вторым выходом источника тока и с коллекто ром второго транзистора, коллектор с первым выходным вьшодом, а эмиттер - с эмиттером второго согласующего транзистора, база которого под ключена к общей шине, выход второго делителя соединен с общим выводом первого делителя, общий вьшод источ ника тока подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента. На чертеже приведена принципиаль ная электрическая схема предлагаемо го устройства. Двухполярный стабилизатор постоянного напряжения содержит первый 1 и второй 2 регулирующие элементы, первый 3 и второй 4 делители выходного напряжения, источник 5 тока, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 транзисторы , первый 10 и второй 11 согласукщие транзисторы токозадающий резистор 12, узел 13 задания статического режима, состоя щий из первого 14 и второго 15 источников опорного тока и цепи 16 за пуска. Первый выход 17 узла 13 соединен с управляницпм входом регулирукяцего элемента 1, с коллектором транзистора 10 и с общим выводом источника 5 тока. Второй выход 18 узла 13 соединен с коллектором транзистора 11 и с управляющим входом регулирующего элемента. 2. Силовые входы регулирующих элементов 1 и 2 соединены соответствен но с первым 19 и вторым 20 входными выводами, к которым также подключен узел 13. Первый выход 21 источника 5 тока соединен с базой транзистора 10 И С коллектором Транзистора 6, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 7 и через первый резистор подключен к эмиттеру транзистора 8. Второй выход 22 источника 5 тока соединен с базой транзистора 9 и с коллектором транзистора 7, база которого подключена к выходу делителя 3 и к базе транзистора 8. Коллектор транзистора 8 соединен с входом 23 источника 5 тока. База транзистора 6 соединена с общей шиной 24 стабилизатора, к которой также подключены эмиттер транзистора 10 и база транзистора 11. Вьксщ регулирующего элемента 1 соединен с первым выходным выводом 25, с входом первого делителя 3 и с коллектором транзистора 9, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 11. Выход регулирукщего элемента 2 соединен с вторым выходным вьшодом 26 и с входом второго делителя 4, выход которого соединен с общим выводом первого делителя 3. Общий вывод второго делителя 4 соединен с эмиттерами транзисторов 6 и 7. Делитель 4 выполнен на резисторах 27 и 28, а делитель напряжения 3 - на резисторах 29 и 30. В стабилизаторе постоянного напряжения усилители сигнала рассогласования каналов стабилизации положительного и отрицательного напряжений функционально совмещены с источником опорного напряжения. Статический режим транзисторов 6-8 задается следующим образом. Транзисторы 7 и 8 выполняются с различными площадями переходов эмиттербаза S, причем Sgg S. Тогда, при равных токах эмиттеров Ig возникает разность напряжений Э1 ттербаза , и токи эмиттеров транзисторов 6-8 определяются очевидным соотношением 1зб Э1 3d 7.8 (, где R,2 - значение сопротивления тока задающего резистора 12. Опорное напряжение U определяется соотношением 00 и,,, .ди,д..3|21. (2) где - напряжение эмиттер-база транзистора 7; - значение сопротивления первого резистора 27 делителя 4. Термокомпенсация опорного напряжения достигается благодаря компенс ции отрицательного температурного коэффициента напряжения эмиттер-баз ( ) положительным температурным коэффициентом разности напряжений эмиттер-база ( получим ,4oiO-mo)fO,i(o)lT/To)) uU,dT. где &6p-,., экстраполированная шири на запрещенной зоны кремния при абсолютном нуле ( ( В) значение напряжения эмиттер-база при температуре TO j коэффициент, зависящий от технологии изготовле 1шя интегральных микро схем; температурньй потенциал т текущее значение температуры. Дифференцируя по температуре вьфажение (2) с учетом (3), определим значение UQ , при котором выполняется -условие термокомпенсацииао.-.- -п .-i. Ili.i/ rtcaC) - 1,205 U9dto1 J96T.ftUon Ko) Выражения (1) и (4) позволяют определить значения сопротивлений резис торов 12 и 27 при заданных токах эмиттеров транзисторов 6-8. Напряжение на выходах 25 и 26 стабилизатора О11ре1деляются соотношениямивЫХ25 0 Пых7б иоп(1 где , значения сопротивлений резисторов 28-30, вх. в делители 3 и 4. Из рассмотрения выражения (5) следует, что минимальное выходное напряжение составляет ±1,2 В. Устройство работает следующим образом. При уменьшении по какой-либо причине напряжения на первом выходе 25 стабилизатора, часть его через делитель 3 подается на вход усилителя сигнала рассогласования. Усилитель сигнала рассогласования выделяет и усиливает разностный сигнал, который с выхода усилителя через согласующий транзистор 10 подается на управляющий вход регулирукжего элемента 1. Транзисторы регулирующего элемента 1 приоткрываются, компенсируя тем самым уменьшение выходного напряжения. При уменьшении по какой-либо причине напряжения на выходе 26 стабилизатора (т. 26 становится более отрицательной) часть его через резистор 28 и делитель 3 напряжения подается на вход усилителя сигнала рассогласования. Усилитель сигнала рассргласования вьщеляет и усиливает разностный сигнал которьй с выхода усилителя через транзисторы 9 и 11 подается на управляющий вход регулирукнцего элемента 2. Транзисторы регулирующего элемента 2 призакрываются, компенсируя тем самым уменьшение напряжения на выходе 26 стабилизатора. Таким образом, предлагаемое техическое решение позволяет в щесть аз расширить диапазон регулировки ыходного напряжения по сравнению с известным стабилизатором.

ДВУХПОПЯРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первьй и второй регулирующие элементы, силовые входы которая, соеди--. нены соответственно с первым и вторым входными вьшодами, первый и второй делители выходного напряжения, источник тока, усилитель сигнала рассогласования иа первом, втором, третьем и четвертом транзисторах, / причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, а баэы подключены соответственно к общей шине и выходу первого делителя выходного напряжения, токозадакиций резистор и узел задания статического режима, первый выход которого соединен с управляющим входом первого регулирующего элемеита и коллектором первого согласующего транзистора, а второй выход - с управляющим входом второго регулирующего элемента и коплектором второго согласующего транзистора, коллектор первого транзистора соединен с первым выходом источника тока и базой первого согласующего транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, выход первого регулирующего элемента соединен с первым выходным выводом и входом первого делителя, а выход второго регулирующего элемента соединен с вторым выходным выводом и входом второго делителя-выходного напряжения, отличающий§ с я тем, что, с целью расширения диапазона регулировки выходного на(Л пряжения, база третьего транзистора соединена с выходом первого делителя, коллектор подключен к входу источника тока, а эмиттер через токозадающий резистор соединен с эмиттерами первого и второго транзисторов и с общим выводом второго де00 лителя напряжения, база четвертого оо ел .транзистора соединена с вторым выходом источника тока и с коллектором второго транзистора, коллектор 00 СХ) соединен с первым выходным выводом, а эмиттер подключен к эмиттеру второго согласующего транзистора, база которого соединена с общей ИННОЙ, выход второго делителя соединен с общим выводом первого делителя, общий вывод источника тока подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента.