Источник постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

(21)4137865/24-07

(22)04.06.86

(46) 23.05.88.Бюл. № 19

(72) А.Д.Азаров, В .Я .Стейскал,

В.П.Волков и А.Е.Рафалюк

(53)621 .316.722.1 (088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 521556, кл. G 05 F 1/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР I256I47, кл.С 05 F 1/56, 1985.

/

(54)ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО-ТОКА

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель

изобретения - повьппение температурной стабильности выходного тока. Введение в схему четырех транзисторов и третьего токозадающего резистора позволило исключить из нее второй стабилитрон и построить отражатель тока на двух резисторах. В результате на изменение выходного тока влияет относительный температурный дрейф сопротивлений этих резисторов, величина которых в 2-3 раза меньше величины абсолютного температурного дрейфа. Транзисторы образуют схему составных транзисторов, что уменьшает абсолютную величину дрейфа базовых токов транзисторов. 1 ил.

& S

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

Цель изобретения - повышение температурной стабильности выходного тока источника.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема источника постоянного тока.

Источник постоянного тока содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6, седьмой 7, восьмой 8 биполярные транзисторы, первую 9 и вторую 10 группы из N параллельно включенных транзисторов, стабилитрон 11, первый 12, второй 13 и третий 14 эталонные резисторы, узел запуска, состоящий из диода 15 и делителя напряжения на резисторах 16 и 17, выходную шину 18,шну 1 9 питания .Эмиттеры транзисторов 1 и 9 и коллекторы транзисторов В и 10 подключены к шине IB через резистор 12, эмиттер транзистора 2 и коллектор транзистора 5 подключены к шине 2 через резистор 14. Эмиттеры транзисторов 4 и 10 и коллектор транзистора 7 подключены к пине 19 через стабилитрон 11, эмиттер транзистора 3 и коллектор транзистора 6 подключены к шине 19 через резистор 13. Базы транзисторов 1,2,5 и 9 объединены и подключены к коллектору транзис тора 2. Коллекторы транзисторов 9 объединены с базами транзисторов 10. Коллектор транзистора 1 соединен с базой транзистора 8, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 7, база которого соединена с базами транзисторов 3 и 4, с коллектором транзистора 4 и с первым вьгоодом диода 15, другой вьюод которого соединен со средним выводом делителя напряжения на резисторах 16 и 17, Коллектор транзистора 3 соединен с базой транзистора 6, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 5. Транзисторы 1,2,6,7 и 9 выбраны одного типа проводимости, а остальные транзисторы - противоположного типа проводимости.

Источник тока работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения через делитель на резисторах 16 и 17 и диод 15 подается ток через транзистор 4 в диодном включении на ста

0

5

0

5

0

билитрон 11. Падение напряжения, возникающее при этом на транзисторе 4 и стабилитроне 11, прикладывается к базе транзистора 3 и резистору 13. Транзистор 3 открывается и обеспечивает базовый ток транзистора 6. Транзисторы 3 и 6 и резистор 13 образуют генератор тока, ток которого протекает через транзистор 5, транзистор 2 в диодном включении и резистор 14. Падение напряжения, возникающее на переходах эмиттер-база транзисторов 2 и 5 и резисторе 14 прикладывается к переходам база-эмиттер транзистора 1, транзисторов 9 и к резистору 12. Ток, формируемый генератором тока, собранном на транзисторах 1,10, 8 и 9 и резисторе 12, поступает на транзистор 7 и стабилитрон 11.

Значение выходного тока 1. источDDIJI

ника тока определяется выражением

I I - т «, R,, Bl.

4--((u,.tAU,,,.,) л Us,,.,,,

где и,, Л Us

ли

эг-, 414)

напряжение на стабилитроне 11;

разность напряжений база- змиттер транзисторов 9,1 и 2,3 и 4;

0

0

5

0

5

R «г и R

14Ь

I

5«,Ч

сопротивления резисторов 12, 13 и 14 соответственно;

базовый ток транзистора 3; суммарный базовый ток транзисторов I и 9. Для обеспечения минимального значения uUs-,,, транзисторы 3, 4, 2 и 1 целесообразно изготавливать в интегральном исполнении. Плотность токов, протекающих через все транзисторы схемы, должна быть одинакова, что позволяет минимизировать температурный дрейф разности напряжений л и g- транзисторов. Это достигается выбором значений резисторов 12 - 14, выбором количества транзисторов 9 и 10 и организацией связи эмиттеров транзисторов 10 с катодом стабилитрона I1, минуя транзистор 7. При изготовлении компонентов источника тока в едином технологическом цикле возможно использование оди-i ночных транзисторов 9 и 10, площадь эмиттерных переходов которых в п раз

1397892

больше, чем у транзисторов 1 и 8 соответственно .

Резистивный делитель 16 и 17 рассчитывается таким образом, чтобы после выхода стабилитрона II на нокани

минальный режим, диод 15 находился в закрытом состоянии, обеспечивая тем самым отсутствие связи между стабилитроном II и тиной питания.

В известном источнике температурный дрейф выходного тока определяется выражением

Д1

вы

Aycj.

Л1у

7.4

uUcji-t- &UE,7,6+ - С н

чение выходного величину

знана

гдедист,, uUcTi температурный дрейф напряжения стабилизации первого и второго стабилитронов; 5у2(, температурный дрейф разности напряжений база-эмиттер между первым и пятым, вторым и шестым транзисторами; R,R - сопротивления первого и второго резисторов; ДЯ, , R - температурный дрейф сопротивлений первого и второго резисторов; I.jlj - значения токов, протекающих через первый и второй резисторы; . температурный дрейф базо вых токов первого транзистора и п третьих транзисторов, второго транзистора и п четвертых транзисторов.

В случае использования прецизионных стабилитронов К191Ф с ТКН, равным 0,0005%/ С, прецизионных резисторов с ТКН, равньЕм , транзисторов с температурным дрейфом разности напряжения база-эмиттер, равным 10 , статическим коэффициентом передачи тока и 100 при условии, что дрейф базового тока составляет 1%/°С н диапазоне тока изменяется

Таким образом, предлагаемый ник тока по сравнению с извест имеет в несколько раз меньше т

41

вм«

, ел ППСС 1 D ПС -JVVyjlt JX V/ fctj 1

(9i0 5 19 l i9li2-iQi -lQ- I ратурный дрейф выходного тока.

10

-6

-6

0,8- 10 -t-0,8- 10

2i2f 5ii2 ll9:19JLl2i -i5 -l) i QO

10 ,8 мкА.

Температурный дрейф выходного тока в устройстве определяется выражением

Rkit

yi l:A%jjtIj.3

Л1

ui

S9,l

)(n.,),iS,

A R fi

12

10

где ли,, - температурный дрейф напряжения стабилитрона 1 1 ;

AUs,,-, ,

4 температурный дрейф разности напряжений база- эмиттер между транзисторами 3,А,2 и 1;

йК.г uR.,

(

температурный дрейф сопротивления 13 и 12; значения токов, протекающих через резисторы 14 и 12 соответственно; коэффициент отражателя тока, определяемый как отношение токов I, к I ;

0

5

0

9,. ul,

5

температурный дрейф базового тока транзисторов I, 9 и 3.

По сравнению с известным источником тока в предлагаемом исключен второй стабилитрон, а отражатель тока построен на двух резисторах 12 и 14. В результате на изменение выходного тока устройства влияет относительный температурный дрейф сопротивлений резисторов 12 и 14, величина которых в 2-3 раза меньше величины абсолютного температурного дрейфа.

Транзисторы 9,10, 1 и 8, 2 и 5, 3 и 6, 4 и 8 образуют схему составных транзисторов, благодаря чему минимизируется абсолютная величина дрейфа базовых токов транзисторов.

Таким образом, предлагаемый источник тока по сравнению с известным имеет в несколько раз меньше темпеППСС 1 D ПС -JVVyjlt JX V/ fctj 1

I ратурный дрейф выходного тока.

55

Формула изобретения

Источник постоянного тока, содержащий четыре транзистора, две группы из N пара.гшельно соединенных транзисторов, стабилитрон, два токоза- дающих резистора, узел запуска, причем эмиттеры первого транзистора и первой группы транзисторов соединены с выходным вьшодом через первый резистор, базы первого транзистора и первой группы транзисторов соединены с базой и с коллектором второго транзистора, эмиттер третьего транзистора соединен с шиной питания через второй резистор, а база соединена с базой и коллектором четвертого транзистора и с выходом узла запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного тока, в него введены четыре транзистора и третий токозадающий резистор, причем коллектор пятого и эмиттер второго транзисторов через третий резистор соединены с выходным выводом, база пятого и коллектор второго транзисторов объединены, эмиттер пятого транзистора соединен с эмиттером шестого

5

0

транзистора, база и коллектор k-oro- рого соединены соответственно с коллектором и эмиттером третьего транзистора, коллектор седьмого транзистора соединен с эмиттером четвертого транзистора и с эмиттерами второй группы транзисторов, непосредственно , а с гаиной питания - через стабилитрон, база - с коллектором четвертого транзистора, эмиттер - с эмиттером восьмого транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора, а коллектор - с эмиттером первого транзистора и с коллекторами второй группы транзисторов, базы которых соединены с коллекторами первой группы транзисторов, при этом первый, второй, шестой седьмой транзисторы и первая группа транзисторов взяты одного типа проводимости, а остальные транзисторы - противоположного типа проводимости.

17