Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электротехни ке и предназчачено для использования во вторичных источниках питания радиотехнических и электронных устройств широкого назначения. Известен стабилизатор напряжения с каскадом сравнения, выполненном на тра зисторе, находящемся в насыщении 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению явля ется стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор с цепью смещения, коллекторноэмиттерный переход которого включен между входным и выходным выводами стабилизатора, а базо-эмиттерный перехо подключен параллельно коллекторно-базо- вому переходу усилительного транзистора источник опорного напряжения, один вывод которого соединен с общим выводом стабилизатора, и транзисторный узел срав нения, управляющий вход которого соединен с выходным выводом стабилизатора. а выход через переменный резистор - с эмиттером усилительного травюнстора 2. Однако в насыщении через переход эмиттер-база транзистора узла сравнения протекают больщие токи, что ограничивает выбор транзисторов для применения их в этом узле, а также выбф стабилитронов для использования их в качестве источника опорного напряжения. Кроме этого, отмеченное обстоятельство сужает возможности регулирования выходного напряжения со стороны управляющего каскада. Так как дифференциальное сопротивление перехода эмиттер-база транзистора узла сравнения, находящегося в насыщении, достаточно мало, то на нем теряется часть амплитуды флюктуации выходного напряжения, что ограничивает чувствительность узла сравнения. Температурная нестабильность выходного напряжения определяется в предлагаемом стабилизаторе температурными коэЛ)ИЦ ентами юстабильности (ТКН) рехода эмиттер-база транзистора узла сравнения и стабилитрона источника опорь ного напряжения; которые ничем не ском пенсированы. Цель изобретения - расширение диапазона регулировки выходного напряжения, повышение чувствртельности к флюктуации вькюдного напряжения и температурной стабильности стабилизатора напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного тока узел сравнения выполнен на со ставном транзисторе, при этом выходом узла сравнения служат коллекторы тран- зисторов, входящих в составной, а управ ляющим входом - база входного транзистора, входящего в составной, траЕ13исторы, входящие в составной имеют одинаковый тип проводимости, а второй выход указанного источника опорного напряжени соединен с эмиттером выходного транзис- тора, входящего в составной, параллельно входному транзистору, входящему в составной, подключен вновь введенный аналогичный транзистор, или тра 1зисторы Входящие в составной, имеют противоположный тип проводимости, причем второй выход указанного источника опорного напряжения соединен с эмиттером входного транзистора, входящего в составной. На фиг, 1 1-: 2 показаны два варианта прньципкальиых схем стабилизатора напряжения постоянного тока. Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, коллекторно-эмиттерный переход которого включен между входным и выходным выводами стабилизатора усили1чгльный транзистор 2, коллекторнобазовый переход которого подключен параллельно базо-э ушттерному переходу регулирующего транзистора 1, источник опорного напряжения на стабилитроне 3 один вьшод которого соединен с общим выводом стабилизатора, узел сравнения на транзисторах 4 и 5, управляющий вход которого соединен с выходнь1м выводом стабилизатора, а выход через пере менный резистор 6 соединен с эмиттером усилительного транзистора 2, трагпзистор 7, включенный параллельно транзистору 5 узла сравнения. Стабилизатор напряжения работает следующим образом. В исходном состоянии (при полностью введенном движке переменного резистора б) переход эмиттер-база усилительного транзистора 2 щунтирует переход коллектор-база транзистора 5, обеспечивая его насыщение. Соответственно транзистор 4 также находится в насыщении с напряже- шем на переходе коллектор-база мень- щим на величину падения напряжения на переходе эмиттер-база транзистора 5. Общий ток в цепи (база транзистора 5, эмиттер транзистора 4 - стабилитрон 5) зависит от дифференциальных сопротивлений переходов транзисторов в области насыщения и уменьщается с увеличением числа включенных транзисторов. Таким образом,- включение последовательно того или иного числа транзисторов в узел сравнения как одного типа, как и различных типов (отличающихся коэфициентами усиления -по току и мощности) позволяет в щироких пределах варьировать исходный ток, а следовательно, выбирать необходимый диапазон регулирования выходного напрял ения. Для повыщения чувствительности схемы к флюктуациям выходного напряжения целесообразно включать параллельно транзисторы узла сравнения (фиг. 1, транзисторы S и т). При этом суммарное дифференциальное сопротивление переходов эмиттер-база транзисторов узла сравнения уменьщается примерно в два раза, но соответственно увеличивается ток в цепи источника опорного напряжения. Ток, протекающий через переход коллектор-база транзистора (транзисторов) узла сравнения намного меньще тока через переход база-эмиттер, так как его величина определяется током токостабилизирующего двухполюсника. Поэтому параллельное включение транзисторов различных типов проводимостей обеспечивает достаточно хорошую взаимную температурнуюКомпенсацию напряжений на переходах эмиттер-база транзисторов, находящихся в насыщении. При использо- ваккк в качестве источника опорного напря сения низковольтного стабилитрона, имеющего отрицательный температурный коэфициент напряжения, целесообразно в качестве транзистора 4 (фиг. 2) включить однопереходный транзистор, имеющий ТКН близкий по величине, но противоположный по знаку ТКН низковольтного стабилитрона. Динамика работы стабилизатора напряжения одинакова для всех вариантов включения транзисторов в узел сравнения. При увеличении сопротивления в цепи между узлом сравнения и усилительным транзистором возрастает напряжение на переходах транзистора узла сравнени с одновременным увеличением тока в це база-эмиттер этих транзисторов, протекающего через стабилитрон 5. Одновременно уменьшается падение напряжения на переходах транзистора 2, что в свою очередь приводит к росту напряжения на базе регулирующего транзистора 1 и соответственно, к увеличению вьгходного напряжения. Формула изобретения 1, Стабилизатор напряжения постоявного тока, содержащий регулирующий транзистор с цепью смещения, коллектор эмиттерныйопереход которого включен между вхоцным ивыхопным выводами стабилизатора, а базо-эмиттерный переход подключен параллельно, коллекторбазовому переходу усилительного транзи стора, источник опорного напряжения, один вывод которого соединен с общим выводом стабилизатора, и транзисторный узел сравнения, управляющий вход котоt)oro соединен с выходным выводом стабилиайтора, а выход через переменный ; резистор - с эмиттером усилительного транзистора, отличающийся тем, что, с целью- расширения диапазона регулировки выходного напряжения, узел сравнения выполнен на составном транзисторе, при этом выходом узла сравне726ния служат коллекторы транзисторов, входящих в составной, а управляющим входом . база входного транзистора. Входящего в составной. 2.Стабилизатор по п. 1, о т л и чающийся тем, что транзисторы, входящие в составной, имеют одинаковый тш проводимости, при этом второй вывод указанного источника опорного напряжения соединен с эмиттером выходного транзистора, входящего в составной. 3.Стабилизатор поп.п.1и2 отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, к флуктуациям выходного напряжения, параллельно входному транзистору, входящему в составной, подключен вновь введенный аналогичный транзистор. 4.Стабилизатор по п. 1, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного напряжения, транзисторы, входящие в составной, имеют проттоположный тип проводимости, при этом второй вьшод указанного источника опорного напряжения соединен с эмиттером входного транзистора, входящего в составной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское сввдетельство СССР 463955, кл. G. 05 R 1/56, 1975. 2.Авторское сввдетельство СССР о заявке № 2451342/07, л. G 05 F 1/56, 1977.