Стабилизатор напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/56 

о о ел со ел

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

Целью изобретения является повыше- ние температурной стабильности выходного напряжения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий узел на первом транзисторе 1 и первом резисторе 2, усилитель сигнала рассогласования на втором 3 и третьем 4 транзисторах с проводимостью, противоположной транзи- стору 1, на втором резисторе 5 и первом токозадающем элементе 6, первый рези- стивный делитель 7 выходного напряжения, узел запуска на четвертом 8 и пяТгом 9 транзисторах с проводимостью, аналогичной транзистору 3, на втором резистивном делителе 10, 11 выходного напряжения и третьем резисторе 12,первый 13 и второй 14 корректирующие конденсаторы, второй то- козадающий элемент 15, третий резистив- ный делитель 16 напряжения, компенсирующий элемент 17 на N параллельно включенных транзисторах с проводимостью, аналогичной транзистору 3. Токозадающие элементы 6 и 15 выполнены в виде источников тока, имеющих выходные каскады и общий задающий каскад. Выходной каскад источника 6 тока выполнен на М параллельно включенных транзисторах, выходной каскад источника 15 тока выполнен на одном транзисторе, общий задающий каскад выполнен на транзисторе 18 и четвертом резистивном делителе 19 напряжения. Транзисторы 6, 15 и 18 имеют тип проводимости, аналогичный транзистору 1. При этом транзистор 1 подключен эмиттером к входной шине, коллектором - к выходной шине. Резистор 2 подключен параллельно база-эмиттерной цепи транзистора 1, а конденсатор 13 - параллельно база-коллектор- ной цепи транзистора 1.

Эмиттеры транзисторов 3, 4, 8 и 9 подключены к общей шине. Коллектор транзистора 3 и база транзистора 4 через источник 6 тока соединены с выходной шиной. Кол- лектор транзистора 8 и база транзистора 9 через резистор 12 подключены к входной шине. Коллекторы транзисторов 4 и 9 через резистор 6 соединены с базой транзистора 1. База транзистора 8 подключена к точке со- единения резисторов 10 и 11, база транзистора 3 подключена к среднему выводу делителя 16 напряжения, один крайний вывод которого подключен к общей шине, а другой крайний вывод соединен с коллектором транзистора 15 и объединенными коллекторами и базами транзисторов 17. Эмиттеры транзисторов 17 подключены к среднему выводу делителя 7 напряжения. Эмиттеры транзисторов 6, 15 и 18 подключены к выходной шине, базы транзисторов 6 и 15 соединены с коллектором транзистора 18, который через делитель 19 напряжения соединен с общей шиной. База транзистора 18 соединена со средним выводом делителя 19 напряжения.

Каскад на транзисторе 18 и делителе 19 обеспечивает задание термостабильных токов через транзисторы 6 и 15 источников тока.

Запуск стабилизатора происходит следующим образом. После подачи питающего напряжения открываются транзисторы 9 и 1 и начинается увеличение выходного напряжения. При некотором значении выходного напряжения открываются транзисторы 18, 6 и 15 и открывают транзистор 4. Далее с ростом выходного напряжения открывается транзистор 8, закрывающий транзистор 9. Пока выходное напряжение меньше номинального транзистор 3 закрыт, а транзистор 4 открыт. До момента достижения номинального значения выходного напряжения в схеме действует положительная обратная связь. Как только выходное напряжение достигает номинального значения, открывается транзистор 3 и создает отрицательную обратную связь в контуре, в результате устройство переходит в режим стабилизации выходного напряжения.

При изменении температуры окружающей среды стабилизатор работает следующим образом.

При изменении температуры среды изменяются напряжения база - эмиттер транзисторов 3 и 17 в соответствии с их температурными коэффициентами напряжения, определяемые плотностью проходящих через них токов. Поскольку плотности проходящего тока через транзисторы 17 берутся меньше, чем через транзистор 3, то температурный коэффициент напряжения транзистора 3 по абсолютной величине меньше, чем у транзисторов 17. С помощью делителя 16 напряжения температурный коэффициент транзистора 3 доводится до температурного коэффициента транзисторов 17. В результате обеспечивается сохранение неизменным потенциала средней точки делителя 7 напряжения, а следовательно, и выходного напряжения стабилизатора в целом при изменении температуры среды.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый стабилизатор напряженияпозволяетполучать

термокомпенсированные выходные напряжения до уровня менее 1В (0,8 В с кремниевыми транзисторами) при минимально возможном питающем напряжении.

Формула изобретения 1. Стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий узел на первом транзисторе и первом резисторе, усилитель сигнала рассогласования на втором и треть- ем транзисторах с проводимостью, противоположной первому транзистору, втором резисторе и первом токозадающем элементе, первый делитель выходного напряжения, узел запуска на четвертом и пятом транзисторах с проводимостью, аналогичной второму транзистору, втором делителе выходного напряжения и третьем резисторе, первый и второй корректирующие конденсаторы, причем эмиттер первого транзистора соединен с входной шиной, коллектор - с выходной шиной, база - с эмиттером своего транзистора через первый резистор, а с коллекторами третьего и пятого транзисторов - через второй рези- стор, коллектор второго транзистора и база третьего транзистора соединены с выходной шиной через первый токозадающий элемент, коллектор четвертого транзистора и база пятого транзисторов соединены с входной шиной через третий резистор, первый конденсатор включен между коллектором и базой первого транзистора, а второй конденсатор включен между выходной и общей шинами, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного напряжения, в него

введены второй токозадающий элемент, третий делитель напряжения, термокомпен- сирующий элемент на N параллельно включенных транзисторах с проводимостью, аналогичной второму транзистору, причем первый и второй токозадающие элементы выполнены в виде источников тока, третий делитель напряжения одним крайним выводом подключен к общей шине, вторым крайним выводом - к выходной шине через второй источник тока и непосредственно к объединенным базам и коллекторам транзисторов термокомпенсирующего элемента, эмиттеры которых соединены со средним выводом первого делителя выходного напряжения, база второго транзистора соеди нена со средним выводом третьего делителя напряжения.

2. Стабилизатор поп, 1,отличающийся тем, что первый и второй источники тока состоят из выходного каскада и общего задающего каскада, причем выходной каскад второго источника выполнен на одном транзисторе, выходной каскад первого источника тока - на М параллельно включенных транзисторах, задающий каскад - на одном транзисторе и четвертом делителе напряжения, при этом транзисторы выходных и задающего каскадов имеет проводимость, аналогичную первому транзистору, и их эмиттеры подключены к выходной шине, базы транзисторов выходных каскадов соединены с коллектором транзистора задающего каскада непосредственно, а с общей шиной-через четвертый делитель напряжения, средний вывод которого соединен с базой транзистора задающего каскада.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение температурной стабильности выходного напряжения. Стабилизатор содержит последовательный регулирующий транзистор 1 с коллекторным выходом, двухкаскадный усилитель сигнала рассогласования на транзисторах 3, 4 и источнике тока 6, делитель 7 выходного напряжения, узел запуска /элементы 8...12/. Введение термокомпенсирующего элемента 17 на N параллельно соединенных транзисторах в диодном включении, делителя 16 напряжения, термостабильных источников тока 15 и 6 и включение элементов 15, 16, 17 между база-эмиттерной цепью транзистора 3 входного усилительного каскада и делителем 7 выходного напряжения позволяет скомпенсировать температурный дрейф транзистора 3 и получить термокомпенсированное выходное напряжение со значением менее одного вольта при минимально возможном питающем напряжении. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.