Параметрический стабилизатор напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F3/18 

(54) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в целях питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известен параметрический стабилизатор напряжения, содержащий балластный резистор, одним выводом соединенный с входной клеммой, а другим - со стабилизирующим элементом, образцовый резистор и дис{к1эеренциальный усилитель LI

Наиболее близким решением к изобретению является параметрический стабилизатор напряжения, содержащий балластный резистор, одним выводом под-. ключенный к входной клемме, а другим к одному из выводов стабилизирующего элемента,. дифференциальный у1: илнтель напряжения, к общему выводу .которого подключен одним своим выводом образцовый резистор, другой вывод которого соединен с его неинвертирующим входом, причем инвертирующий вход дифференциального усилителя подсоединен к

ВЫХОДУ резистивного делителя напряжения, вход которого включен между вы- ходом дифференциального усилителя и его общим выводом, и выходную клемму f2j .

Недостатком известных устройств является низкая точность калибровки уровня выходного напряжения..

Цель изобретения - повьпнение точности калибровки уровня выходного напряжения .

ID

Поставленная цель достигается тем, что в параметрическом ста&1лиааторе напряжения.вьсходная клемма подсоединена к общей точке соединения балласт1гого резистора и первого вывода стабилизирующего

15 элемента, второй вывод которого лодключен к о&цей точке соединения неинвертирующего входа дифференциального усилителя напряже1гая и второго вьшода образцового резистора, при этом выход дйф20 (}юренциального усилугтеля напряжения поогсоединен к общей щине.

На чертеже приведена схема параметрического стабилизатора напряжения. Параметрический стабилизатор напряжения содержит входную клемму 1, балластный резистор 2, выходную клемму 3 нагрузку 4, стабилизирующий элемент на последовательно соединенных стабилитронах 5, образцовый резистор 6, диф- . ференциальный усилитель 7 напряжения, о&ций вывод 8 дифференциального усилителя напряжения, делитель напряжения на резисторах 9 и 10. Входная клемма 1 параметрического стабилизатора напряжения подсоединена к первому выводу балластного резистора 2, а его второй вывод подсоединен к вькодной клемме 3 устройства, к которой подсоединена нагрузка 4. Кроме того, второй вывод балластного резйсто4 ра 2 подсоединен к первому выводу пос ледовательно соединенных стабилитронов 5. Второй вывод последовательно соединенных стабилитронов 5 подключен к первому выводу образцового резистора 6 и к неинвертируклцему Еосоду дифферен1Шального усилителя 7. Второй вывод образцового резистора 6 подсоединен к общему ВЫВОДУ 8 дифференциального усилителя 7 напряжения. Между выходом дифференциального уситштеля напряжения 7 и общим.выводом8 включен резистивный делитель напряжения на резисторах 9 и 1О.. Первый вывод резистора 9 подсоединен к общему вьшоду 8 дифференциального усилителя 7. Общая точка соединения резисторов 9 и 10 подсоединена к инвертирукшему входу дифференциального усилителя 7. Второй вьюод резистора Ю подсоединен к выходу дифференциального усилителя 7 напряжения. В свою очередь выэсод дифференциального усилителя напря жения подключен к общей щине. Параметрический стабилизатор напряжения работает следукшим образом. Пусть на входнуюшину 1 устройства подано постоянное или импульсное напряжение положительной полярности относителько обшей шины. Тогда входной,ток 3 протекает в направлении от положительного вывода источника напряжения к его отрицательному вьюоду, т.е. и направлении через балластный резистор 2, разветвляясь на две составляющие .Cl) где Э - ток, протекакниий через нагру УЧ ток, протекающий через стаби литрон 5. В свою очередь Э можно представить как сумму трех составляющих токов где 17 - составляющая тока, протекающая через неинвертируюший вход дифференциального усилителя 7 напряжения; Эд - составляющая тока, протекающая через делитель напряжения на резисторах 9 и 10; 3 - составляющая тока, протекающая через ойций вывод 8. Составляющая тока Эк- протекает через выходные сопротивления источников напряжения - Е1, Е2, затем через выходное сопротивление дифференциального усилителя 7 напряжения на обм щую щину устройства. Составляющая тока Эз значительно меньше Оу , т.е. . а также значительно меньше 5- т.е. что позволяет (2) переписать следующим образом ICL-J S C-i) Протекающий через образцовый рё.зистрр 6 ток Эу создает падение напряжения U, .равное , С4) где Я - сопротивление образцового резистора 6. Падение напряжения на-динамических сопротивлениях стабилитронов 5 обозначим через U2 . т.е. Ux--RA:)5-) где R(j. - суммарное динамическое сопротивление стабилитронов 5. На неинвертирующий вход дифференциапьного усилителя 7 напряжения напряжение подается с образцового резистора 6. При этом дифференциальный электронный усилитель 7 напряжения поворачивает вектор напряжения U/( на 180°. Пусть сопротивление образцового резистора 6 равно суммарному динамическому сопротивлению последовательно сое диненных стабилитронов 5, т.е. Rc ft. Тогда выходной уровень напряжения параметрического стабилизатора напряжения не зависит от динамического сопротивления стабилитронов 5, если суммарное падение напряжения на Я и Кб Рввно выходному напряжению дифференциального усилителя 7 напряжения, т.е. , (6) где К - коэффициент усиления диф))ерен циальнрго электронного усилителя 7 нап ряжения относительно его о&цего вывода 8. Из уравнения-( 5) следует, что при и 0-1. коэффициент усиления дифференциального усилителя 7 гнапряжения должен быть равен двум, т.е. К 2(7) Условие (7) справедливо, если выход ное сопротивление дифференциального электронного усилителя напряжения значительно меныпё образцового резистора 6. В устройстве выходной уровень напря жения дифференциального усилителя 7 не зависит от величины напряжения стабилизации используемого стабилитрона 5. Уровень выходного напряжения дифференциального усилителя 7 напряжения равен удвоенному значению падения напр жения на образцовом резисторе 6 за сч протекающего тока стабилизации. Это и позволило расширить диапазон напряжения. Данное техническое решение позволяет эффективно использовать в парамет рических стабилизаторах напряжений микросхемы операционных усилителей, обладающих малым динамическим диапазоном напряжений практически на любые выходные уровни напряжения параметрических стабилизаторов. Параметрический стабилизатор напряжения целесообразно использовать в качестве опорного источника во всех тех случаях, когда необходимо расширить дапазон напряжения и повысить точность калибровки уровня выходного напряжения рабочем диапазоне частот. Формула изобретения Параметрический стабилизатор напряжения, содержащий балластный резистор, одним выводом подключенный к входной клемме, а другим - к одному из выво дов стабилизирующего элемента, дифференциальный усилитель напряжения, к общему ВЫВСХ1У которого подключен одним с&оим выводом образцовый резистор, другой вывод которого соединен с его инвертирующим входом, причем инвертирующий вход дифференциального усилителя подсоединен к выходу резнстивного делителя напряжения, вход которого включен между выходом дифференциального усилителя и его о&цим выводом, и выходную клемму, отличающийся тем; что, с целью повышения точности калибровки уровня выходного не111ряжеш1я, в нем выходная клемма подсоединена к обдей точке соединения бaллacтнoгo резистора и первого вывода стабилизирующего элемента, второй вывод которого подключен к общей точке соединения неинвертирующего вход9 дифференциального усили теля напряжени Ри второго вывода образцового резистора, при этом выход дифферент циального усилителя напряжения йодсоеди нен к общей шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Розе нблат М. Г., Михайлов Г. X. Источники кали ованных напряжений постоянного тока М., Энергия, 1976. 2.Авторское свидетельство СХЗСР № 849184, кл. a05F 3/02, 1979

Вход