Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

Изобретение предназначено для исполь зования в радиотехнических установках ра яичного назначения, в частности в контрольно-измерительной аппаратуре и в системах автоматического регулирования. Известны стабилизаторы постоянного тока компенсационного типа, используемые в радиотехнических установках и в приборах для стабилизации тока нагрузки, содержащие источник опорного напряжения, эталон .ное сопротивление,схему сравнения и регу-. лирующий элемент l. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является стабилизатор постоянного тока, содер жащий источник опорного напряжения со стабилитроном, регулирующий элемент, управляющим входом соединенный с выходом операционного усилителя с дифференциальным входом, один из силовых выходов регулирующего элемента соединен с одним из выводов для подключения нагрузки, а другой - с одним из выводов эталонного резистора, и выводы для подключения к источнику питания 2. Операционный усилитель в такой схеме питается от двух источников питания с положительным и отрицательным напряжениями, средняя точка которых является обшев точкой Xземлей), и к ней подключены источник опорного HanpsuceHHS и эталонный резистор. Ток нагрузки, протекая по эталонному резистору, создает на нем падение напряжения, которое поддерживается постоянным, благодаря сравнению его с напряжением опорного источника. При стабилизации больших токов в высоком сопротивлении нагрузки для обеспечения необходимого тока нагрузки, требуется третий источник питания с напряжением, превышающим напряжение однополярного источника питания операционного усилителя. Недостатком такого устройства является наличие трех двухполярньге источников питания, что приводит к дополнительному введению внешних компонентов и снижению его надежности. Целью изобретения является упроедение, схемы и сахранение точности .характеристик, Погтавлекная цель достигается введением в стабилизатор постоянного тока,спи -- ftсанного выше , реэистивного делителя напряжеиия, крайние выводы которого соединены с выводами для подключения к источнику пйтаяйя, к одному из которых подключен . вывод источника опоркого напряжения со стороны стабилитрона, другой вывод эталонного резистора и один; питающий Бывон операаконного усилителя, а к другому - другой вывод для под1слючеИйя нагрузки, другой вьшод для подключеКИЙ нагруакк другой вьшод источника опор ного напряжения и другой питающий вьгвод оперш ионнога усилителя, неинвертирующий вход которого через соответствующий из первых двух, дополнительно введенных резисторов соедкнея со средней точкой резистианого делителя к источником опорного напряжения, а инвертирующий вход через соответствующий из двух други.х, дополнитель Ш введенных резисторов соьди;Hei5 со Бторым из указанньк. выводов дшя подкяючакйя к источнику питания и с первым н:.ызодом эталонного резистора. На чертеже представлена принципиальнай электрическая схема, стабилизатора, Источник 1 питания постоянным нестабилизнрованным напряжением подает напряжение пйтайия Е на регулирующий элемент 2, операдконный усилитель 3, источник оиорного напряжения 4, состоящий из гене ратора 5 тока и стабилизатора 6 и резне- Тйвный яепитапь напряжения на резисторах 7s 8, позволяющий в точке деления полусчкть величину напряжения, равную - . Ток нагрузки 9(1) , протекая через эталонный резистор 10, создает на нее .падение налряясеяия УЗТ , которое поддерживается постоянным. Напряжение U 7 подается через резистор 11 на инвертируККШ1й аход операционного усилителя 3, на который также через резистор 12 подается нестабилизированное напряжение питания Efj , а на кеинвертирующий вход операционного усилителя 3 подается опорное аапрянсение UQ через резистор 13 и нестабгшизированное напряжение - через резистор 14. Предлагаемое устройство может работать как стабилизатор тока при (J мень гле половины минимального значения напря жения питания. В этом случае напряжение на эталонном резисторе Ю определяется с;.едующим выражением: f-i--) 1 ВИ-ЛИ. л R12/J R12 Т113- Ч14 f Р-Н Откуда видно, что при . «2 напряжение (Jgy не зависит от изменения, напряжения питания. Так как постоянно, ( Т о-сопротивление эталонного резистора),то предлагаемое устройство работает как стаби- . лизатор постоянного тока, т.е. ( walRTMRi Нестабильность тока нагрузки в основном будет определяться нестабильностью резисторов и нестабильностью источника опорного напряжения при больших провалах напряжения источника питания. Для уменьщения нестабильности тока нагрузки, обусловленной нестабильностью напряжения опорного источника из-за непостоянного тока стабилизации стабилитрона, питаемого через резистор от нестабилизированного источника питания, источник опорного напряжения выполнен в виде генератора постоянного тока 5 (например, полевого транзистора) и стабилитрона 6. Генератор постоянного тока 5, выходной ток которого остается постоянным при изменении напряжения питания стабилизирует рабочую точку стабилитрона 6, что приводит к стабильности опорного напряжения и, в свою очередь, высокой стабильности выходного тока всего устройства. Устройство позволяет от одного источника нестабилизированного питания стабилизировать большие токи нагрузки при высоком сопротивлении нагрузки, когда падение напряжения на нагрузке больше половины напряжения источника питания. Введение дополнительного резистнвного делителя и изменение связей между схемными признаками устройства выгодно от- личает предлагаемый стабилизатор тока от известного, так как отпадает иеоб.ходимость в двух дополнительных источниках для питания операционного усилителя с дифференциальным выходом и сопротивления нагрузки и позволяет стабилизировать большие токи нагрузки при высоком сопротивлении нагрузки при питании устройства от одного источника нестабилизированного напряжения.