Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания устройств различного назначения.

Известен низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор и источник опорного напряжения на термокомпенсированных стабилитронах 1.

Недостатком известного стабилизатора является сложность схемы, так как для питания стабилитронов требуется дополнительный источник стабильного напряжения.

Наиболее близким к изобретению техническим репиением является низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий траизистор и измерительно-усилительный узел, состоящий из усилительиого транзистора, коллектором подключенного к базе регулирующего транзистора, источника опорного напряжения на стабилитроне, подключенного к эмиттеру усилительного транзистора, и резистивного делителя выходного напряжения, подключенного крайними отводами к выходным выводам и средним отводам - к базе усилительного транзистора {2.

Недостатком известного низковольтного стабилизатора является низкая температурная стабильность выходного напряжения.

Целью изобретения является повышение температурной стабильности выходного напряжения.

Эта цель достигается тем, что в низковольтном стабилизаторе постоянного напряженпя, содержащем включенный в одну из силовых щин регзлирующий транзистор и измерительно-усилительный узел, состоящий из усилительного транзистора, коллектором подключенного к базе регулирующего транзистора, источника опорного напряжения на стабилитроне, подключенного к эмиттеру усилительного транзистора, и резистивного делителя выходного напряжения, подключенного крайними отводами к выходным выводам и средним отводом - к базе усилительного транзистора, в измерительно-усилительный узел введен термокомпенсирующий транзистор, коллектор которого подключен к базе усилительного транзистора, эмиттер - к среднему отводу дополнительно введенного первого резистивного делителя напряжения, подключенного крайними отводами к выходным выводам, а база через резистор - к базе усилительного транзистора и непосредственно к среднему отводу второго дополнительно введенного резистивного делителя напряжения, подключенного крайними отводами параллельно стабилитрону источника опорного напрял ения.

Принципиальная электрическая схема низковольтного стабилизатора постоянного напряжения представлена на чертеже.

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения содержит включенный в одну из силовых шин регулирующий транзистор 1, измерительно-усилительный узел 2, состоящий из усилительного транзистора 3, токостабплизирующего каскада 4, источника опорного напряжения на стабилитроне 5 и делителя выходного напряжения на резисторах 6, 7, и термокомпенсирующий транзистор 8, коллектор которого подключен к базе усилительного транзистора 3, эмиттер - к среднему отводу первого дополнительного делителя напряжения на резисторах 9, 10, подключенного к выходным выводам, а база через резистор 11- к базе усилительного транзистора 3 и непосредственно к среднему отводу второго дополнительного делителя напряжения на резистоpax 12, 13, подключенного параллельно стабилитрону 5.

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Увеличение (уменьпгение) выходного напряжения стабилизатора вызывает за счет действия обратной связи открытие (закрытие) усилительного транзистора 3, что приводит к закрытию (открытию) регулирующего транзистора 1 так, что выходное напряжение стабилизатора поддерживается на нужном уровне с определенной точностью.

При увеличении (уменьщении) температуры окружающей среды усилительный транзистор 3 стремится приоткрыться (призакрыться), однако при этом напряжение на коллекторе термокомпенсирующего транзистора 8 уменьшается (увеличивается) настолько, что потенциал базы транзистора 3 и выходное напрялсение стабилизатора остаются неизменными.

Для выполнения условия термокомпенсации необходимо, чтобы температурный коэффициент напряжения (ТКН) на коллекторе транзистора 8 был примерно равен по величине ТКН входного напряжения усилительного транзистора 3.

Знак ТКН коллекторного напряжения транзистора 8 будет определяться типом стабилитрона 5 и соотношением резисторов 12 и 13, а его величина может регулироваться резистором И в щироких пределах, причем изменение параметров транзистора 8 с изменением температуры не будет изменять условию

термокомпенсации, так как транзистор охвачен глубокой отрицательной обратной связью.

Таким образом, изменяя величины резисторов 12, 13 и И, можно получить такую величину и такой знак ТКН компенсирующего транзистора 8, при которых температурный дрейф выходного напряжения стабилизатора будет близок к нулю.

Кроме того, включение термокомпенсирующего транзистора приводит к уменьшению пульсаций выходного напряжения и повышает точность стабилизации при изменении выходного напряжения и тока нагрузки.

Предмет изобретения

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых щин регулирующий транзистор и измерительно-усилительный узел, состоящий из усилительного транзистора, коллектором подключенного к базе регулирующего транзистора, источника опорного напряжения на стабилитроне, подключенного к эмиттеру усилительного транзистора, и резистивного делителя выходного напряжения, подключенного крайними отводами к выходным выводам и средним отводом - к базе усилительного транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного напряжения, в измерительноусилительный узел введен термокомпенсирующий транзистор, коллектор которого подключен к базе усилительного транзистора, эмиттер-к среднему отводу первого дополнительно введенного резистивного делителя напряжения, подключенного крайними отводами к выходным выводам, а база через резистор - к базе усилительного транзистора и непосредственно к среднему отводу второго дополнительно введенного резистивного делителя напряжения, подключенного крайними отводами параллельно стабилитрону источника опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. М., «Энергия, 1967, с. 70, рис. 46.

2.Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Под ред. С. Д. и Е. М. Гальперина. М., «Сов. радио, 1969, с. 101, рис. 111.4а.