Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании средств вторичного электропитания в микроэлектронном исполнении.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации выходного напряжения, надежности и КПД стабилизатора постоянного напряжения.

На чертеже представлена электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент I, управляющий вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 2, источник 3 опорного напряжения, подключенный к одному из входов дифференциального усилителя 2, делитель 4 напряжения обратной свя- эй, подключенный к второму входу дифференциального усилителя 2, и дополнительные транзисторы 5 и 6, базами подключенные к цепи 7 смещения

Регулирующий элемент 1 может быть выполнен в виде одиночного или составного транзистора по схеме Дерлинг- тона или с дополнительной симметрией с узлами защиты.

Усилитель 2 может быть выполнен по известным дифференциальным схемам и для лучшей11 температурной стабильности может содержать согласованную дифференциальную пару транзисторов.

В качестве источника опорного напряжения может быть использован стабилитрон, гальванический элемент или схема на транзисторах.

Цепь смещения может быть выполнена так же, как и источник опорного напряжения, или представлять собой пассивный резистор.

Делитель напряжения может быть выполнен на любой схеме, например реэистивной.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим обрпзом. t

Входное нестабилизированное напряжение поступает на выход через регулирующий элемент 1. Часть выходного напряжения снимается с делителя 4 напряжения обратной связи, сравнивается с напряжением источника 3 опорного напряжения. Разность этих напряжений (сигнал ошибки) поступает на усилитель 2 и после усиления воздействует на проводимость дополнительных транзисторов 5 и 6 и регулирующего элемента 1, изменяя напряже- ние на последнем так, что величина выходного напряжения возвращается к исходному значению с точностью, определяемой напряжением смещения усилителя 2, вычисляемой по формуле

Уем

0

0

5

0

5

0

5

ш где Ди„ьи

К,

ошибка выходного напряжения ;

UCM - напряжение смещения усилителя 2; К - коэффициент передачи

делителя 4 напряжения обратной связи.

Благодаря включению дополнительных транзисторов 5 и 6 в коллекторные цепи транзисторов усилителя 2 и подключению баз транзисторов через цепь 7 смещения к источнику 3 опорного напряжения осуществляется либо стабилизация напряжения коллекторов транзисторов дифференциального усилителя в случае выполнения цепи 7 смещения в виде источника 3 опорного напряжения, либо одинакрвое изменение напряжения на коллекторах транзисторов дифференциального усилителя 2 при использовании резистора. В обоих случаях осуществляется балансировка режимов работы пары транзисторов усилителя 2, что приводит к равенству отношений напряжений база - коллектор транзисторов независимо от схемы исполнения цепи смещения, а также обеспечивает необходимую стабильность рабочих точек пары транзисторов по отношению к опорному напряжению, которая не нарушается ни при изменении напряжения питания, ни при регулировке выходного напряжения. В результате напряжение смещения остается неизменным (приблизительно равным нулю) во всем диапазоне изменений входных и выходных напряжений, а также температуры окружающей среды.

Таким образом, повышается точность стабилизации выходного напряжения с сохранением устойчивости стабилизатора. Уменьшение количества элементов стабилизации напряжения . коллекторов транзисторов и цепей согласования постоянных уровней напряжения для дополнительных транзисторов , а также снижение потребляемой мощности приводит к повышению надеж-

ности и КПД стабилизатора напряжения. Повышенная точность стабилизации выходного напряжения и его устойчивость с одновременным упрощением схемы улучшают возможности ее микроэлектронного исполнения в виде гиб - ридной или полупроводниковой интегральной схемы или микросборки.

По сравнению с прототипом точность стабилизации предлагаемого стабилизатора за счет снижения напряжения смещения и его изменений повышена в 2-5 раз, надежность - в 1,3- 1,4 раза, КПД - на 10-15%.

Ф

ормула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, управляющий которого соединен с выходом дифференциального усилителя, источник опорного напряжения,

10

,

6280556

подключенный к одному из входов дифференциального усилителя, делитель напряжения обратной связи, подключенный к второму входу дифференциального усилителя, два дополнительных транзистора, один из которых базой подключен к одному из выводов цепи смещения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации выходного напряжения, устойчивости, КПД и надежности, в коллекторные цепи транзисторов дифференциального усилителя включены коллектсрно-эмиттерные цепи дополнительных транзисторов.эмиттерами к коллекторам транзисторов дифференциального усилителя, а базы до-1 полнительных транзисторов соединены 20 между собой, при этом второй вывод цепи смещения подключен к источнику опорного напряжения.

15

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано при проектировании средств вторичного электропитания в микроэлектронном исполнении. Цель изобретения - повышение точности стабилизации выходного напряжения, устойчивости, КПД и надежности. Для этого дополнительные транзисторы 5 и 6 включены в коллекторные цепи транзисторов дифференциального усилителя 2. При этом базы дополнительных транзисторов 5 и 6 соединены между собой и с одним выводом цепи 7 смещения, другой вывод которой подключен к источнику 3 опорного напряжения. Такое включение обеспечивает независимость режима работы тр.-мгшсторов дифференциального усилителя от изменений входного и выходного напряжений и температуры окружающей среды, не внося дополнительных фазовых сдвигов. Это позволяет поыысить качество выходного напряжения и уменьшить число компонентов и потребляемой мощности стабилизатора напряжения. 1 ил. Увх о ( i (Л о N3 00 о ел ел Общий