Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

-Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам питания радиоэлектронной аппаратуры. Известен стабилизатор постоянного тока, имеющий высокую температурную стабильность 1 . Однако такие стабилизаторы сложны, для обеспечения высокой температурной стабильности в них используются специальные термокомпенсированные стабилитроны, балансные усилители с подобранными по температурным параметрам парами транзисторов. Кроме того, в таких стабилизаторах отсутствует возможность регулировки температурного коэффициента тока, что иногда необходимо для компенсации температурных изменений параметров питаемых устройств. Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий регулируюший транзистор с нагрузкой в цепи коллек тора, усилительный транзистор, коллектор, которого Соединен с базой,а база с эмиттером регулирующего транзистора, источник опорного напряжения на стабилитроне, включенном между эмиттером уси лительного транзистора и общей точкой стабилизатора, и измерительный элемент на резисторе, включенном между базой усилительного транзистора и обшей точкой стабилизатора 2 . К недостаткам таких стабилизаторов относятся низкая температурная стабильность выходного тока, определяемая, в основном, низкой температурной стабильностью перехода база-эмиттер усилительного транзистора, а также отсутствие возможности регулировки температурного коэффициента тока. Цель изобретения - улучшение температурной стабильности стабилизатора тока и обеспечение возможности регулировки его температурного коэффициента. Это достигается тем, что в стабилизаторе постоянного тока, содержащем регулирующий транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, усилительный транзистор, колЛ(ектор которого соединен с базой, а база 748384с эмиттером регулирукицего транзистора, mcTOitmK опорного напряжеотя на стабили троке, вкдпоченном межпу эмиттером усилительного транзистора к ойщей точкой стабилизатора, и измерительный элемент на резксторе, включенном между базой усилительного транзистора н общей точко ст/збилизатора, в измерительный элемент введен дополнительный транзистор с резис тором в цепи эмиттера, причем база нополнительного транзистора подключена к точке соединения стабилитрона источника опорного напряжения с эмиттером усипятельного транзистора. ПрИгаипиалЬная электрическая схема стабилизатора постоянного тока представ лена на чертеже. Стабилитрон постоянного тока содержит регулирующий транзистор 1 с нагруз кой 2 в цепи коллектора, усилительный транзистор 3, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора 1 и через стабилитрон 4 источника caiopного напряжения с общей точкой стабип затора, и измерительный 5 на резисторе б, щунтированном последовател ной цепочкой из дополнительного транзис тора 7 и резистора 8, причём база транзистора 7 соединена с эмиттером усилительного транзистора 3. Стабилизатор постоянного тока работает следующим образом. В исходном состоянии выходной ток стабилизатора равен сумме токов, проход щих через измерительный резистор 6 и через дополнительный транзистор 7. Так как смещение на базу транзистора 7 подается с источника опорного напряжения, то ток через транзистор. 7 не зависит от величины йходного напряжения в сопротив ления нагрузки 2j а определяется величиной резистора 8, напряжением стабилитрона 4 и перехода база-эмиттер транзистора 7. При изменении величины входного напряжения или Тока нагрузки сигная обрат ной связи выделяется на резисторе б, ус ливается транзистором 3 и поступает на вход регулирующего транзистора 1, который поддерживает ток нагрузки постоянным. При отсутствии дополните/шного транзистора в измерительном элементе в известном устройстве температурный коэффициент (абсолютная величина) при условии, что стабилитрон 4 термостабилен (его температурный коэффициент равен нулю), опредсуиется следующим выражением: а температурный коэффициент тока транзистора 7 равен где AUd AUd} ТКН перехода базаэмиттер транзисторов 3 и 7; ь и - величины сопротивлений резисторов 6 и 8. Как видно из приведенных формул 1C 2 равные знаки. Работа предлагаемого тока, например, при повышении температуры происходит следующим образом. За счет уменьшения величины напряжения перехода база-эмитт транзистора 3 ток через резистор 6 уменьшается ( g имеет отрицательный .знак), а за счет уменьшения величины напряжения перехода база-эмиттер дополнительного транзистора 7 ток через резистор 8 увеличивается ( g имеет положительный знак). Температурный коэффициент тока всего стабилизатора равен алгебраической сумме веш€чин У и g. и определяется соотношением величин сопротивления резисторов 6 и 8. Изменяя это соотношение, можйо изменять температурный коэффициент стабилизатора тока от значения - до значения jj , т.е. изменять его величину и знак, в том числе можно обеспечить практически полную температурную компенсацию стабилизатора (у О). При этом для поддержания неизменным тока нагрузки сумма токов, протекающих через резисторы 6 и 8, также должна быть неизменной. Таким образом, данный стабилизатор по сравнению с известным обеспечивает более высокую температурную стабильность и возможность регулировки его температурного коэффициента. Дополнительный транзистор 7, кроме того, позволяет обеспечить более высокую точность поддержания заданного тока при изменении сопротивления нагрузки, так как динамическое сопротивление транзистора 7 велико и общее сопрЬтивление измерительного элемента данного стабилизатора всегда больше сопротивления измерительного резисто5748pa в известном устройстве при одинаковых нагрузки. Для обеспечения возможности использования в качестве источника опорного напряжения стабилитронов с низким напряжением стабилизациИ| имеющих отрицательный ТКН, а также для расширения пределов регулирования температурного коэффициента стабилизатора база дополнительного транзистора может быть подключена к средней точке резисторного делителя, вклю ченного параллельно стабилитрону. Формула изобретения Стабилизатор постоянного тока, содержаший регулирувлций транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, усилительный транзистор, коллектор которого соединен с базой, а база - с эмиттером регулирующего транзистора, источник опорного Йапряжения на стабилитроне, включенном между

эмиттером усилительного транзистора и общей точкой стабилизатора, и измерительный элемент на резисторе, включенном между базой усилительного трагтзистора и точкой стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью: улучшения температурной стрбильности и обеспечения возмсяквости регулировки его температурного коэффициента, в измерительный элемент введен дополнительный транзистор с резке чхфом в йепи эмиттера, причем база дополнительного транзистора подключена к точке соединения стабилитрона источника опорнога напряжения с эмиттером усилительного транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 321898, кл. Н 02 М 3/02, 1970. 2,Патент США № 32554О2, , кл. 323-22, 1973.