Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК G05F3/08 

1

Изобретение относится к импульсной технике, касается получения стабильных токов и может применяться в преобразователях формы информации, в источниках эталонных напряжений для получения линейноизменяющихся напрвэжений и т. д.

Известен стабилизатор постоянного тока содержащий регулирующий элемент, выполненный, например, на составном транзисторе, эмиттер которого подключен к эталонному резистору, конец которого, соединенный с катодом стабилитрона, заземлен. Анод стабилитрона и эмиттер регулирующего элемента подключены ко входам дифференциального усилителя, а выход последнего подключен к базе транзистора регулирующего элемента 1.

В таком стабилитроне током нагрузки является только ток коллектора регулирующего элемента, а для питания дифферен- циального усилителя, для создания напряжения на стабилитроне дополнительно расходуется ток источника питания; при работе поддерживается постоянным только то эмиттера У транзистора регулирующего эл

мента. Кроме этэго, изменение напряжения корлектор-эми-ттер регулирующего элемента влияет на его коэффициент усиления по току р , температуру коллекторных переходов и величину обратного тока коллекторного перехода J , изменение температуры коллекторного перехода увеличивает TiSNfe- некие |3 и D .дTaKHNi образэл, для этих стабилизаторов характерна неустрлтпгмая погрешность, связанная с изменением ггапряжения на нагрузке:

лТ AJa, ,

(.j);pM) «о

Параллельное соединение стабилизаторов не устраняет этой погрешности, так как вместе с сул мированием токов сумм фуются погрешности.

Наиболее близхшм по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий блок из двух взаимосвязанных токостабилизирующих дву::полюсников на эталонном резисторе, опорном ста-

билитруие и двух т)панзисторах разного типа проводкмостч, причем коллектор первог транзистора соединен с базой второго транзистора, его эмиттер - с эталонным резистором, а коллектор второго транзистора соединен с одним концом опорного стабилитрона rsj.

Недостаток такого устройства заключается в низком коэффициенте стабилизации.

Целью изобретения является полное использование тока, протекающего через токостабилизирующие двухполюсники и нагрузку, а также повышение коэффициента стабилизации устройства.

Цель достигается тем, что два известных токостабилизирующих двухполюсника, содержащих регулирующий элемент, выполненный, например, на одном транзисторе, эмиттер которого соединен с эталонным резистором, другой конец которого соединен с источником эталонного напряжения, включены следующщу образом: выход первого токостабилизирующего двухполюсника соединен с резистором, падение напряжения на котором является эталонным для второго токостабилизирующего двухполюсника. Благодаря этому устанавливается соотношение между токами токостабилизирующих двухполюсников; выход второго то- костабилизирующего двухполюсника подклю чен к стабилитрону, последовательно соединенному с эталонным резистором, включенным в цепь эмиттера регулирующего элемента первого токостабилизирующего двухполюсника, и к делителю напряжения параллельно соединенному с эталонным pr-VC тором и стабилитроном, собранным из цьух резистров, выходное напряжение которого является эталонным для первого токостабилизярующего двухполюсника

Стабилизация тока осуществляется за счет того, что ток через эталонный резистор первого токостабилизирующего двухполюсника, равный сумме токов обоих токостабилизирующих устройств за вычетом топа делителя, поддерживается постоянным ре- i :,7пфующим элементом первого токостабилттзирую-щего двухполюсника, сравнивающим выходное напряжение делителя с падением напряжени-: на эталонном резисторе. Выходное напряжение делителя незначительно меняется от изменения тока второго токостабилизирующего двухполюсника, так как динамическое сопротивление стабилитрона много меньше сопротивления делителя, и ток делителя много больще изменения тока базы регулирующего элемента и остается приблизительно постоянным.

На чертеже представлена принципиальна

электрическая схема стабилизатора постоянного тока.

Стабилизатор постоянного тока состоит из токостабилизирующего двухполюсника 1, содержащего регулирующий элемент, выполненный на транзисторе 2, в цепи эмиттера которого включен резистор 3, другой конец которого соединен с резистором 4, падение напряжения на котором, создаваемое током токостабилизирующего двухполюсника 5, является эталонным для токостабилизирующего двухполюсника 1.

Выход токостабилизирующего двухполюсника 1 соединен со стабилитроном 6, последовательно соединенным с резистором 7 находящимся в цепи эмиттера регулирующего элемента, выполненного на транзисторе 8, напряжение коллектор-эмиттер которого поддерживается постоянным эмиттерным повторителем, собранным на транзисторе 9, повторяющем напряжение на делителе, включенном параллельно ста- билитро.ну 6 и эталонному резистору 7 и собранном на резисторах 1О и 11. Выход делителя, т. е. падение напряжения на резисторе 11, является эталонным для токостабилизирующего двухполюсника 5. Точка А или Б является точкой запуска стабилизатора постоянного тока, в том случае, когда начальные токи транзисторов недостаточны для запуска стабилизатора тока.

При изменении напряжения на стабилизаторе тока меняются напряжения, а следовательно и токи токостабилизирующих двухполюсников . Увеличение тока токостабилизирующего двухполюсника 5 вызывает увеличение падения напряжения на резисторе 4j в результате чего ток токсстабилизирующего двухполюсника 1 возрастает, а уменьщение тока вызывает, соответственно, уменьшение тока токостабилизи- руютчего двухполюсника 1. Таким образом, выдерживается соотнощение м.ежду токами токостабилизирующих двухполюсников.

Изменение тока токостабилизирующего двухполюсника 1 приводит к изменению тока через стабилитрон 6 и резистор 7, Падение напряжения на резисторе 7 сравнивается с падением напряжения на резисторе 11, которое поддерживается практически постоянным,, благодаря тому, что падение напряжения на резисторе 10 сравнивается с напряжением на стабилитроне через открытый эмиттер- базовый переход транзистора 8. За счет этого поддерживается постоянный ток делителя напряжения, потому что динамическое сопротивление стабилитрона мало. Следовательно увеличение тока токостабилизирующего двухполюсника

1 приводит к уменьшению тока токсс/абт лизируюшего двухполюсника 5 и наоборо-. Таким образом.; ток стабилиэатора, равен сумме токов токостабилизируюших двухпопю.нкков, которая поддерживается постоянной; плюс ток делителя напряжения. Лля того, чтобы в процессе работы коэффициент усиления по току транзистора 8 не менялся и не менялся обратный ток коллекторного перехода, напряжение коллектор-змиттер его поддерживается постоянным эмиттерным повторителем, выполненным на транзисторе 9,

Таким, образом, предлагаемый стабилизатор постоянного тока имеет возможность полного использования тока нагрузкой, что особенно ценно при получении токов большой величины; возможность получения токов высокой стабильности (приведенная на чертеже схема позволяет получить нестабильность менее, чем. 0,О2 % при изменени напряжения нагрузки на величину U

ГПОК

lowin транзисторов 2 или 9;. Кроме того, устранение влияния обратных токов переходов позволяет использовать транзисторы с бо.льшими обратными токами и без предварительного подбора; предлагаемый стабилизатор удобен в использовании.

Формул; и 3 о б р е

НИН

Стабилизатор постоянного тока, содержащий блок из двух вза,гмосБязаяных то- костабилизируюши. дву; ;олюсн.иков на эта- .rIoнпo r резистора, опорном стабилитроне и днуг. транзистора.х разноге типа проводи% с с-ги, причем коллектор первого транзистора соед1:нен с базой второго транзистора, его эмиттер - с этaлoнIiы f резистором, а коллектор второго тра.нзистора соединен с одним концом опорного стабилитрона, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения точности стабилизаци.и, другой конец стабилитрона соединен с эмиттером первого транзистора, база которого соединена со средней точкой дополнительно введенного резисторного делителя, включенного междз- коллекторок второго транзистора и эталок:гы:ч резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Аатэрское свидетельство СССР К 36655 от 1972 г. М. кл. Н 03 К 4/48 (аналог).

2.Авторское сзидетельстБЭ СССР Ks 47316 от 1970 г. М. кл. Q 05 f 1/58 (прототип).

I