Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

00 «

ю

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение температурной стабильности выходного напряжения путем компенсации температурного дрейфа тока опорного .вывода усилителя.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, усилитель 2 сигнала рассогласования (схемотехнически совмещенньй с источником опорного напряжения), включающий в себя с первого по четвертый транзисторы 3-6, первый 7 и второй 8 резисторы, узел 9 согласования, со- держащий пятый 10 и шестой 11 транзисторы и третий 12 резистор, узел 13 задания статического режима, цепь термостабилизации тока опорного вывода 14 усилителя 2, выполненную на элементах 15 и 16, делитель 17 выходного напряжения, содержащий пятый 18 и шестой 19 резисторы. Управляющий (ВХОД регулирующего элемента 1 соединен с выходом узла 13 задания статического режима, с эмиттерами тран- зисторов 11, 4 и 3, а также через резистор 12 - с базой транзис- ; тора 11 и с коллектором транзистора 10. Базы транзисторов 3 и 4 подключены к эмиттеру транзистора 15 и через резистор 16 связаны с управляющим входом элемента 1. Коллекторы транзисторов 3 и 5 соединены и подключены к базе транзистора 15, коллектор которого соединен с опорным выводом 14 усилителя 2, коллекторы транзисторов 4 и 6 соединены с базой транзистора 10. Выход регулирующего элемента 1 соединен с выходным выводом 20 стабилизатора, к которому также подключены базы транзисторов 5 и 6, коллекторы транзисторов 10 и 11, вход делителя 17 выходного напряжения и второй вьшод питания узла 13 задания статического режима. Силовой вход элемента 1 и первый вход питания узла 13 подключены к входному вьшоду 21 стабилизатора. Общий вьшод делителя 17 выходного на пряжения соединен с общей шиной 22 устройства. Эмиттер транзистора 6 через первый резистор 7 соединен с эмиттером транзистора 5, а также

через второй 8 резистор подключен к вьшоду 14 усилителя, которьй соединен с выходом делителя 17 выходного напряжения..

Устройство работает следующим образом.

Опорное напряжение формируется за счет компенсации отрицательного температурного дрейфа напряжения эмиттер - база транзистора 6 положительным температурным дрейфом падения напряжения на резисторе 8, которое пропорционально разности напряжений эмиттер - база транзисторов 6 и 5, работакяцих при различных плотностях эмиттерных токов:

и

36fe

+ и

R&

и

Б (,

+ 2 --- . с.п N, где и on

Э6 i

и

IR8

опорное напряжение; U-,c - падение напряжения эмиттер- база транзистора 6; падение напряжения на резисторе 8; tf - температурньй потенциал; N Sjg/Sj - отношение площадей эмиттер - база транзисторов 5 и 6.

При изменении по какой-либо причине выходного напряжения часть его через делитель 17 выходного напряжения подается на вход 14 усилителя 2, где во входной цепи усилителя сравнивается с опорным напряжением. Выделенный и усиленньй сигнал рассогласования через узел 9 согласования подается на управлякяций вход регулирующего элемента 1. На выходе элемента 1 появляется приращение напряжения, компенсирующее изменение выходного напряжения.

Термокомпенсация тока вьгоода 14 осуществляется следующим образом. Выходной ток 1 узла 2 имеет положительный температурньй дрейф:

,1.-5;--Г- а ток Ij цепи термокомпенсацин, включающий в себя транзистор 15 и резистор 16, имеет отрицательный темпера

г

I

й, - - . -Ь

где Rj - значение сопротивления 1-го

резистора; й - ширина запрещенной зоны

кремния при абсолютном нуле; Uj (Tj() - значение напряжения

эмиттер - база транзистора 3 (4) при температуре Т

Ток вьшода 14 не зависит от темпе-ю ратуры, если выполняется следующее условие:

dii / ir r.T,

dl.

ЛИ

2

R,

k-T,

- . en N g

dT

&i

,)

R

u

Полученные соотношения позволяют рассчитать значение сопротивления резистора 16, необходимое для термокомпенсации тока вьшода 14.

Таким образом, в стабилизаторе постоянного напряжения отсутствует дополнительная со ставляющая температурного дрейфа выходного напряжения, обусловленная температурным дрейфом тока вывода усилителя, что позволяет по сравнению с прототипом снизить ток делителя выходного напряжения с единиц миллиампер до сотен микроампер и тем самым также повысить КПД устройства. Формула изобре тения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий усилитель сигнала рассогласования, совмещенный с источником опорного напряжения и состоящий из первого, второго, третье го, четвертого транзисторов, первого и второго резисторов, узел сог- ; ласования, состоящий из пятого и шестого транзисторов и третьего рези CTopaj регулирующий элемент, узел

5

0

5

0

5

0

задания статического режима и делитель выходного напряжения, причем .эмиттеры первого, второго и шестого транзисторов соединены с управляющим входом регулирующего элемента и с выходом узла задания статического режима, база второго транзистора соединена с базой первого транзистора, коллектор которого подключен к коллектору третьего транзистора, коллекторы второго и четвертого транзисторов подключены к базе пятого транзистора, эмиттер четвертого транзистора через первый резистор подключен к эмиттеру третьего транзистора и через второй резистор с опорным выводом усилителя, который подключен к выходу делителя выходного напряжения, базы третьего и четвертого транзисторов соединены с выходньм выводом, к которому также подключены коллекторы пятого и шестого транзисторов и выход регулирующего элемента, база шестого транзистора соединена с первым вьшодом третьего резистора, силовой вход регулирующего элемента и вывод питания узла задания статического режима подключены к входному вьюоду, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения температурной стабильности выходного напряжения путем компенсации температурного дрейфа тока опорного вывода усилителя, в него введены четвертый резистор и седьмой транзистор, причем эмиттер последнего соединен с базами первого и второго транзисторов и через четвертый резистор - с эмиттерами указанных :: транзисторов, база - с коллекторами первого и третьего транзисторов, а коллектор - с выходом делителя выходного напряжения.

2Z

Изобрете1С1е относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретега1я - повышение температурной стабильности выходного напряжения путем компенсации температурного дрейфа тока опорного вьгоода усилителя. Происходит нейтрализация составлянлцей Tehmepa- турного дрейфа выходного напряжения. Это обусловлено температурным дрейфом тока опорного вьшода усилителя. Термостабилизация этого тока достигается за счет специальной цепи, выходной ток которой имеет отрицатель- ньй температурный дрейф, Целесообраз но изготовление устр-ва по интегральной технологии. 1 ил. (С