Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК G05F1/56 

Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения последовательного типа, содержащие регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, делитель напряжения.

Недостатком известных устройств является сравнительно низкий КПД, особенно при низких выходных напряжениях, из-за большого падения напряжения на регулирующем элементе, которое может составлять ЗУэб, где иэе - напряжение эмиттер-база транзистора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, шесть транзисторов, причем первый, второй и третий транзисторы, эмиттерами подключены к входному выводу, базами - к объединенным коллектором второго и пятого транзисторов, базы пятого и шестого транзисторов соединены с объединенными коллекторами первого и четвертого транзисторов, эмиттер пятого транзистора через первый резистор соединен с выходным выводом и эмиттером шестого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором третьего транзистора и управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, а также делитель напряжения включенный между выходным выводом и общей шиной.

Недостатком прототипа является относительно низкая стабильность выходного

VI ч| ГО XI Ю СЛ

напряжения, что обусловлено протеканием тока коллектора первого транзистора через делитель напряжения, причем ток коллектора первого транзистора может изменяться в процессе работы, например, при изменении тока нагрузки, что приводит к изменению выходного напряжения,

Целью предлагаемого изобретения является повышение стабильности выходного напряжения,

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, шесть транзисторов, причем первый, второй и третий транзисторы эмиттерами подключены к входному выводу, базами - к объединенным коллекторам второго и пятого транзисторов, базы пятого и шестого транзисторов соединены с объединенными коллекторами первого и четвертого транзисторов, эмиттер пятого транзистора через первый резистор соединен с выходным выводом и эмиттером шестого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором третьего транзистора и управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, а также делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, введены седьмой транзистор, диод и второй резистор, при этом эмиттер седьмого транзистора через второй резистор соединен с выходным выводом,база соединена с выходом делителя напряжения, коллектор соединен с базой четвертого транзистора и анодом диода, катод которого соединен с эмиттером четвертого транзистора и с общей шиной.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства в соответстзми с формулой изобретения.

Устройство содержит регулирующий элемент 9, включенный между входным и выходным выводами стабилизатора, транзисторы 1, 2 и 3, эмиттеры которых подключены к входному выводу, базы транзисторов 1,2 и 3 подключены к объединенным коллекторам транзисторов 2 и 5, транзисторы 4, 5 и 6, при этом базы транзисторов 5 и 6 подключены к объединенным коллекторам транзисторов 1 и 4, эмиттер транзистора 5, через резистор 8 соединен с выходным выводом стабилизатора и эмиттером транзистора б, коллектор которого соединен с коллектором транзистора 3 и управляющим входом регулирующего элемента 9, делитель напряжения 10 включен между выходным выводом и общей шиной, транзистор 7, диод 12 и резистор 11 причем эмиттер транзистора 11 соединен с выходным выводом

0

стабилизатора, база - подключена к выходу делителя напряжения 10, коллектор соединен с базой транзистора 4 и анодом диода 12, катод которого соединен с эмиттером транзистора 4 и с общей шиной.

Схема фиг.1 работает следующим образом: транзисторы 5 и 6 имеют различные площади переходов, тогда напряжение на резисторе 8 равно:

5

0

5

0

5

UR8 U эб-U э5 (J ) 0)

где U э - напряжение база-эмиттер i-ro транзистора;

Si - площадь эмиттера соответствующего транзистора;

-температурный потенциал.

Следовательно, токи коллектора всех транзисторов определяются как:

fHn(-ff-)

RT5-(2)

Очевидно, что ток эмиттера транзистора 7 так же определяется формулой (2) и растет с увеличением температуры. Тогда падение напряжения на резисторе 11 также увеличивается с ростом температуры, в то время как напряжение 11эб транзистора 7 увеличивается, таким образом, есть возможность получения температурно независимого опорного напряжения между базой транзистора 7 и выходными выводом стабилизатора:

Ни

Ss} RB

Uon U/37 +

rln(-lf)

-) (3)

0

5

0

5

Полная термокомпенсация достигается при величине равной экстраполированной к 0° к ширине запрещенной зоны полупроводника (для кремния 1,205 В). В предлагаемом устройстве дестабилизирующий ток через делитель напряжения равен току базы транзистора 7, что значительно меньше (в 50...100 раз), чем у прототипа.

Следует отметить, что падение напряжения на регулирующем элементе в предлагаемом устройстве не превышает того же параметра прототипа.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет более высокую стабильность, по сравнению с прототипом и сохраняет достоинства последнего.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, шесть транзисторов, причем первый, второй и третий транзисторы эмиттерами подключены к входному выводу, базами - к объединенным

коллекторам второго и пятого транзисторов, базы пятого и шестого транзисторов соединены с объединенными коллекторами первого и четвертого транзисторов, эмиттер пятого транзистора через первый резистор соединен с выходным выводом и эмиттером шестого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором третьего транзистора и управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, а также делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, о т л и0

чающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, введены седьмой транзистор, диод и второй резистор, при этом эмиттер седьмого транзистора через второй резистор соединен с выходным выводом, база соединена с выходом делителя напряжения, коллектор соеди- не с базой четвертого транзистора и с анодом диода, катод которого соединен с эмиттером четвертого транзистора и с общей шиной.

Использование: в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры при повышенной стабильности выходного напряжения. Сущность изобретения: устр-во содержит транзисторный регулирующий элемент, включенный в силовую шину, семь транз.исторов, делитель напряжения, два резистора и диод. В отличие от прототипа устр-во содержит седьмой транзистор, диод и второй резистор, включенный между эмиттером седьмого транзистора и выходным выводом. При этом база седьмого транзистора соединена с выходом делителя напряжения, а коллектор подключен к базе четвертого транзистора и через диод - к эмиттеру четвертого транзистора и к общей шине. Благодаря этому появилась возможность получить температурно независимое опорное напряжение между базой седьмого транзистора и выходным выводом устр-ва. 1 ил.

О fix

О Ьи

о о&щ