Термочувствительный регулятор напряжения постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 H02M3/04 

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является термочувствительный регулятор налряжения постоянного тока, содержащий термозависимый элемент, включенный между шинами опорного напряжения и нулевого нотен.циала, подсоединенный через исполнительный элемент к выходу устройства дифференциальный усилитель, первый вход которого подключен к выходу термозависимого элемента, второй вход - к отводу делителя обратной связи, одно плечо которого связано с выходам устройства 2.

Недостатками известного регулятора являются:

.сложность реализации вследствие наличия специальных терморезисторов из медной проволоки;

большая величина тока, потребляемого от источника опорного напряжения, определяемая необходимостью уменьшения погрешности регулирования, вносимой протекающим в мостовой схеме током делителя обратной связи;

большие размеры терморезнсторов, обусловленные необходимостью устранения влияния на точно.сть регулирования их саморазогрева, что препятствует миниатюризации устройства;

малая точность регулирования,обусловленная зависимостью ТКН устройства от температуры.

Цель изобретения - упрощение схемы и технологии изготовления устройства, а также улучшение его технических характеристик (уменьшение габаритов, массы, потребляемого, от опорного источника тока и повышение точности регулирования). Решение этой задачи позволяет обеспечить .работоспособность малогабаритных ЗУ в сложных условиях эксплуатации, имеющих место на движущихся объектах.

. Целью изобретения является также возможность построения устройства на серийных интегральных элементах, выпускаемых отечественной промышленностью, и возможность дальнейшей миниатюризации устройства, путем его исполнения по интегральной технологии.

Поставленная цель достигается тем, что 3 термочувствительном регуляторе напряжения постоянного тока, содержащем термозависнмый элемент, включенный между шинами опорного напряжения и нулевого потенциала, подсоединенный через исполнительный элемент к выходу устройства дифференциальный усилитель, первый вход которого подключен к выходу термозависимого элемента, .второй вход - к отводу делителя обратной связи, одно плечо которого связано с выходом устройства, другое плечо делителя обратной связи подключено к шине опорного напряжения.

Благодаря тому, что другое плечо делителя обратной связи подключено к шине

опорного напряжения (а не к выходу термозависимого элемента, как в известном устройстве), исключено влияние така делителя на точность регулирования, так как этот ток не протекает в цепи тер,мозависимого элемента. Это позволило существенно (примерно на порядок) уменьшить величину тока, потребляемого от опорного источни-. ка, упростить схему термозависимого элемента и, применив в этом элементе стандартные малогабаритные детали, упростить технологию изготовления устройства, уменьшить его габариты, массу и увеличить точность регулирования выходного налряжения.

Термозависимый элемент регулятора может быть выполнен в виде делителя напряжения, содержашего последовательно соединенные полупроводниковые диоды и

резисторы, и имеющего. выходной отв.од.

Новая схема подключения делителя обратной овязи обеспечивает получение в устройстве, содержащем такой термозависимый элемент, произвольной относительной величины TiKH, без смещающего источника напряжения. Абсолютные значения начального уровня выхо.дного напряжения и ТКН устройства определяются количеством диодов, величинами сопротивлений

резисторов в термозависимом элементе, а величинами сопротивлений резисторов делителя обратной овязи. При этом точность абЬолютной величины начального уровня напряжения или ТКН устройства

ограниаена из-за дискретного характера приращения напряжения на цепочке последовательно соединенных диодов в зависимости от их количества.

Для повышения точности величин начального уровня и температурного коэффициента выходного напряжения в устройство может быть введен подключенный .параллельно его выходу, корректирующий делитель, к отводу которого подсоединено одно

плечо делителя обратной связи.

Наличие делителя на выходе устройства ,может быть целесообразным также при сравнительно больших заданных величинах выходных напряжений - для оптимального выбора количества диодов и коэффициента усиления дифференциального усилителя, при заданной точности регулирования.

На чертеже изображена схема предложенного регулятора.

Термочувствительный регулятор на.пряжения постоянного тока содержит термоза,висимый элемент /, включенный между шиной опорного напряжения 2.и общей шиной

регулятора, дифференциальный усилитель 3, подсоединенный через исполнительный элемент 4 к выходу 5 регулятора, первый вход 6 усилителя подключен к выходу термозависимого элемента, второй вход 7 - к

отводу делителя обратной связи 8, одно

плечо (резистор 9) которого связано, через корректирующий делитель 10 с выходом 5, другое плечо (резистор 1,1) делителя обратной связи подключено к шине опорного, налряжения.

Термозависимый элемент выполнен в виде делителя нал-ряжения, содержащего последовательБО соединенные диоды 12 и резисторы J3 и М, отвод от общей точки резисторов является выходом термозависимого элемента.

На шину опорного напряжения 2 лодается стабилизированное относительно источников пита;ния напряжение, например, с опорного диода 15, .соединенного через резистор 16 с шиной 17 постоянного напряжения.

Дифференциальный усилитель 3 содержит транзисторы 18 и. 19, эмиттеры которых соединены и через резистор 20 связаны с общей шиной регулятора, а базы подключены к выходам эмиттерных ловторителей, собраиных на транзисторах 21 и 22 и служащих для увеличения входного сопротивления усилителя. Базы транзисторов 21 и 22 являются первым и вторым входами усилителя. Коллектор транзистора 19 соединен через резистор 23 с шиной 17 постоямного напряжения и выходом 24 усилителя 5. Коллекторы транзисторов , 21 и 22 связаны с щиной 17 постоянного напряжения непосредст1венно. Емкость 25, включенная между .коллектором транзистора 19 и базой тран-. зистора 23, служит для предотвращения явления высокочастотной генерации усилителя.

Исполнительный элемент 4 содержит транзистор 26, коллектор которого подсоединен к шине 27 постоянного напряжения, а эмиттер - к выходу 5, и транзистор 28, эмиттер которого соединен с базой транзистора 2-6, а коллектор - -с шиной 17 постоянного .напряжения. База транзистора 28, являющаяся входом исполнительного элемента, соединена с выходом 24 дифферен.циального усилителя 3.

|Корректирующий делитель 10 включен между общей- щи,ной и выходом 5 и содержит резисторы 29 и 30, отвод 3/ от общей точки которых подсоединен к резистору 9 делителя обратной связи.

При работе устройства на входы 6 н 7 дифференциального усилителя 3 поступает разность двух напряжений: напряжения с выхода термозависимого элемента 1, соответствующего те.мпературе окружающей среды, и напряжения с отвода делителя обратной связи 8, зависящего от напряжения ла выходе 5. Усиленная разность этих напряжений с выхода 24 усилителя наступает на базу транзистора 28 ишолпительного элемента 4, который р-егулирует величину .выходного .напряжения регулятора как в известных схемах компенсадионного стабилизатора напряжения постоянного тока последовательного ти.па.

При отклонении величины напряжения на выходе 5 от значения, определяемого величинами напряжений на выходе термозависимого элемента 1 и шине опорного напряжения 2, изменяется раз,ность напряжений на входах б и 7 усилителя вследствие изм енения тока делителей 10 и 8, что, в

свою очередь, влечет изменение тока, управляющего работой исполнительного элемента 4, падение напряжения на транзисторе 26 которого изменяется таким образом, чтобы компенсировать отклонение величины налряжения на выходе 5 от исходного значения.

Изменение питающих напряжений на шинах 17 и 27 не приводит к изменению напряжения на выходе 5 благодаря наличию стабилитрона 15 на шине опорного напряжения 2.

Изменение температуры вызывает изменение величины напряжения на выходе термозависимого элемента / (причем, могут

иметь место также температурные изменения напряжения на шине опорного напряжения 2), что приводит к изменению разности напряжений на входах и 7 дифференциального усилителя 5 и, JB конечном счете, к изменению падения напряжения на транзисторе 26 таким образом, что напряжение на выходе 5 устройства приводится в соответствие новому значению температуры.

Формула изобретения

1. Термочувствительный регулятор напряжения постоянного тока, содержащий термозависимый элемент, включенный между щинами опорного напряжения и нулевого потенциала, подсоединенный через исполнительный элемент к выходу устройства

дифференциальный усилитель, первый .вход которого подключен к выходу термоза.висимого элемента, второй вход - к отводу делителя обратной связи, одно плечо которого .связано с выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, улучшения - его массогабаритдых показателей и повьпшения точности, другое плечо делителя обратной связи подключено к щине опорного напряжения.

2. Регулятор поп. 1, о т л и ч а ю щ п йся тем, что термозависимый элемент выполнен в виде делителя напряжения, состоящего из полупроводниковых диодов и .резисторов.

3. Регулятор по пп. 1 п 2, отличающийся тем, что, с целью повышения точности величин начального уровня и температур.ного коэффициента выходного напряжения, делитель обратной связи подсоедииен к выходу устройства через дополнительно введенный корректирующий делитель.. Источники информации, принятые вО внимание при экспертизе:5 1. Ивано-Цыганов А. И. Электротехнические устройства радиосистем. М., «Высшая школа, 1973, ic. 278. 2. Патент Франции 1304541, кл. G 05 F, 1962 (прототип).

27 &

17 I