Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 

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

Целью изобретения является повышение температурной стабильности выходного тока стабилизатора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного тока.

Стабилизатор постоянного тока содержит регулирующий транзистор 1, подключенный коллектором к входной положительной шине питания, эмиттером - к выходной положительной шине, базой - к выходу первого дифференциального усилителя 2 сигнала ра ссогла- сования, инвертирующий вход которого к среднему выводу первого делителя напряжения, выполненного на резисторах 3 и 4, крайние выводы которых соединены с крайними выводами второ- ,го делителя напряжения, выполненного I на резисторах 5 и 6, точка соединения которых соединена с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя 7, выход которого соединен с входами делителей напряжения (точкой соединения резисторов 3 и 5), неинвертирующий вход - с выходной отрицательной шиной, объединенной с общими выводами делителей напряжения

ел

;о

00 О5

со

(точкой соединения резисторов 4 и 6) с отрицательным выводом питания усилителя 7, с первым выводом датчика 8 тока через первый нетермокомпенсиро- ванный опорный стабилитрон 9, а с входной положительной шиной, объединенной с положительными выводами питания усилителей 2 и 7, через первый токовадающий элемент 10, от- рицательный вывод питания усилителя 2 соединен с входной отрицательной шиной, с вторым выводом датчика В тока, неинвертирующий вход усилителя 2 соединен с отрицательной и по- ложительной входными шинами соответственно через второй нетермокомпенс рованный опорньй стабилитрон 11 и второй токозадающий элемент 12.

Выходной ток Igj,x- стабилизатора определяется выражением

tet/f

R(1)

25

де и,, Uj - напряжение стабилизации, первого и второго стабилитронов . соответственно;

К К4/( - коэффициент передачи первого делителя 3 напряжения;

,/(%+Rj) - коэффициент передачи второго делителя напряжения; R . -. сопротивление датчи- 35

ка тока 8,

Величина температурной зависимоси выходного тока 4I.ei,x определяетя как

40

/31

etix

r -r-r- K,/Ki

R.

(2)

где л, температурные коэффициенты напряжений первого и второго стабилитронов. Условием температурной стабильности выходного тока является

к,/к Ti/r.

С учетом (3) значение выходного термокомпенсированного тока определяется соотношением

(4)

-flUX

..

R

Выражение (4) справедливо при положительных значениях числителя, что

j ю 15

20

25

3

- 35

40

д

о

выполняется, если напряжение первого стабилитрона 9 имеет несколько большее значение, чем-напряжение стабилитрона 11, поскольку температурные коэффициенты у, и пропорциональны значениям напряжений первого и второго стабилитронов соответственно.

При напряжении U стабилитрона более 6 В коэффициент л. определяется по формуле

;. + 1,25 (и - 6)J .

Стабилизатор тока работает следующим образом.

При увеличении питающего напряжения произойдет увеличение выходного тока, что приведет к увеличению падения напряжения на датчике 8 тока, которое поступит через первый делитель напряжения на инвертирующий вход усилителя 2, последний уменьшит напряжение на входе регулирующего транзистора 1 и, следовательно, ток через него и нагрузку до ранее установленного значения.

При увеличении температуры среды увеличиваются напряжения на стабилитронах 11 и 9, которые поступают на противоположные .входы усилителя 2 и взаимно компенсируются, в результате выходное напряжение на выходе усилителя 2 не изменяется, следовательно, не изменяется и выходной ток стабилизатора.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет значительно повысить температурную стабильность выходного тока за счет введ-ения второго нетер- мокомпенсированного опорного стабилитрона и второго дифференциального усилителя и соблюдения определенного соотношения между напряжениями стабилитронов с их температурными коэффициентами и значениями выходного тока и сопротивления датчика тока.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока,- содержащий регулирующий транзистор, подключенный коллектором к входной положительной шине питания, базой - к выходу первого дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу первого делителя напряжения, второй

51

делитель напряжения, датчик тока, |включенный в эмиттерную цепь регулирующего транзистора, первый нетермо- компенсированный опорный стабилитрон и первый токозадающий элемент, приче катод первого нетермокомпенсированно го опорного стабилитрона соединен через первый токозадающий элемент с положительным выводом питания первого дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьшения температурной стабильности выходного тока, в него до- полнительно введены вторые дифференциальный усилитель, нетермокомпенси- рованный опорный стабилитрон и токо- заданиций элемент, причем анод второго нётермокомпенсированного опорного стабилитрона соединен с отрицательной входной шиной питания, с отрицательным выводом питания первого дифференциального усилителя, с первым выводом датчика тока, второй вывод которого соединен с отрицательной выходной шиной, с анодом первого нётермокомпенсированного опорного стабилитрона, с отрицательным выводом питания второго дифференциального усилителя, с общими выводами первого и второго делителей напряжения, выход второго дифференциального усилителя соединен с входны да выводами первого и второго делителей напряжения, инвертирующий вход - со средним выво

дом второго делителя напряжения, неинвертирующий вход - с катодом первого нётермокомпенсированного опорного стабилитрона, эмиттер регулирующего транзистора соединен с положительной выходной шиной, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к катоду второго нётермокомпенсированного опор«о- го стабилитрона, которьй через второй токозадающий элемент соединен с положительными выводами питания первого и второго дифференциальных усилителей и с положительной входной пшной питания, при этом напряжение нетермоком- пенсированных опорных стабилитронов должны быть выбраны из следуннцего условия:

и. и.

Гг/ Г вкг-Кд

где и,, и Г А Ы,х

напряжения первого и второго нетермокомпенси- рованных опорных стабилитронов;

температурные коэффициенты первого и второго нетермокомпенсированных опорных стабилитронов; выходной ток стабилиза тора;

сопротивление датчика тока.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение температурной стабильности выходного тока стабилизатора. Устройство содержит последовательный регулирующий транзистор, датчик тока, первый и второй операционные усилители, первый и второй нетермокомпенсированные стабилитроны с токозадающими резисторами, первый и второй делители напряжения. Регулирующий транзистор, датчик тока в выходной цепи, первый делитель напряжения и второй стабилитрон образуют компенсационный стабилизатор тока. Цель достигается тем, что второй дифференциальный усилитель, второй делитель напряжения и первый стабилитрон образуют вспомогательный стабилизатор напряжения, выходное напряжение которого через первый делитель напряжения складывается с напряжением датчика тока и подается на вход первого дифференциального усилителя. Причем напряжения U₁ и U₂ первого и второго стабилитронов и их температурные коэффициенты γ₁ и γ₂ связаны с выходным током J_вых и сопротивлением датчика R_д следующим условием U₂-U₁^.γ₂/γ₁=J_вых^.R_д. 1 ил.

Uef

ж 2S//

f .

а,

Щ/л

8

Л

бП22