Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

(5) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к стабилизированным источникам электропитания.,

Известны стабилизаторы постоянного напряжения последовательного типа, содержащие регулирующий транзистор с коллекторным выходом, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, делитель выходного напряжения 1 и .2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий дифференциальный усилитель с двумя.противофазными выходами, источник опорного напряжения, соединенный с первым входом дифференциального усилителя, делитель выходного напряжения, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя, регулирующий элемент, подключенный силовым, входом к входному выводу стабилизатора через резистор цепи защиты, а силовым

выходом к выходному выводу стабилизатора, повторитель напряжения, вход которого соединен с первым выхо дом дифференциального усилителя и выходом трехполюсного повторителя тока, а выход связан с управляющим входом регулирующего элемента, а второй выход дифференциального усилителя подключен к первому входу трехполюсного повторителя тока С2 .

Недостаток известных стабилизаторов состоит в том, что они имеют сравнительно высокое выходное сопротивление .

Цель изобретения - уменьшение выходного сопротивления стабилизатора постоянного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения выход повторителя напряжения соединен с вторым входом трехполюсного повторителя тока через дополнительно введенный повторитель напряжения. 3987605 На фиг. 1 представлена схема ста- ус билизатора постоянного напряжения; ше на фиг. 2 - приведен частный случай реализации стабилизатора постоянного напряжения по схеме фиг.1. 5 Стабилизатор постоянного напряжения фиг.1) содержит дифференциальный усилитель 1 с двумя противофазными выходами, источник 2 опорного напряжения, соединенный с первым вхо- to дом дифференциального усилителя 1, делитель 3 выходного напряжения, выход которого подключен к второму входу усилителя 1, регулирующий Элемент , включенный между входным и выход- is ным 5 выводами стабилизатора, повторитель 6 напряжения, вход которого соединен с первым выходом усилителя 1 и выходом трехполюсного повторителя 7 тока, а выход связан с управляю-20 щим входом регулирующего элемента 4 и входом дополнительного повторителя 8 напряжения. Силовой вход регулирующего элемента через резистор 9 цепи защить соединен с вход- 25 ным выводом 10 стабилизатора, второй .выход дифференциального усилителя 1 подключен к первому входу повториГеля 7 тока,а выход дополнительного повторителя 8 напряжения соединен с вто- 30 рым входом повторителя 7 тока. Делитель 3 напряжения, усилитель 1 и источник 2 опорного напряжения имеют общую точку 11. В схеме стабилизатора (.фиг,2) дийг ференциальный усилитель 1 содержит транзисторы 12-15 и источник 16 опорного тока, повторитель 6 напряжения реализуется на транзисторах 17, 18 и резисторе 19, дополнительный повторитель 8 напряжения включает в се ве бя TpaH3Hctop 20 и резистор 21. Рассмотрим работу устройства, 5 приведенного на фиг,1. Уменьшение выходного сопротивления стабилизатора достигается увеличения его петлевого усиления. При введении дополнительного повто- so рителя 8 происходит увеличение выходного сопротивления Rg j повторителя 7 тока, что приводит к увеличению коэффициента усиления по петле общей обратной связи стабилиза- 55 тора. Действительно, коэффициент усиления по напряжению дифференциального гд ни 1 же то ро то те сл вн бу ва ти би ле гд 1 определяется соотноителяем и« и А вых. ВТ.ПН//ЛВЬ/Х.АУ RBbiit.jT Rbx.nHRBbixwa.: .ПТ (П(. пт RBX-PH К-, коэффициент усиления по току дифференциального усилителя 1; Х-А входное сопротивление усилителя 1; эквивалентное сопротивление узла, к которому подключен выход повторителя тока 7, выход усилителя 1 и вход повторителя 6 на- . пряжения; входное сопротивление пов х.пн торителя 6 напряжения; ebtx-AV выходное сопротивление усилителя 1; bfH-flf выходное сопротивление повторителя 7 тока. стабилизаторе (фиг.1) приращеапряжения на выходе усилителя через повторители 6 и 8 напряпоступает на второй вход повеля 7 тока. При этом узлы втовхода и выхода повторителя 7 оказываются практически эквипоальными для приращений сигнала, вательно приращение тока через еннее сопротивление элемента 7 незначительно. Последнее эквитно увеличению выходного сопро ния повторителя 7 тока. В стааторе (фиг.1) выходное сопротивповторителя 7 тока достигает ины R вых.пт 1-Ki |1 Uj. /DO - коээфициент , Э i ныи произведению коэффициентов передачи по напряжению повторителей 6и 8; выходное сопротивление повторителя 7тока при отсутствии цепи компенсации (повторителя 8 ), что характерно для известного стабилизатора С2 . При реальных значениях коэффициен та Kjjj,, , равных 0,9-0,95, получаем WrfXnf(0-20) Клыхпт. Из соотношений (1 ) и (2) очевидно что наиболее эффективно вводить цепь компенсации выходного сопротивления повторителя 7 тока в том случае, если выполняются условия выхлт вых.пт .пт Для известного стабилизатора Zj условия (З) справедливы; при этом в соответствии с выражениями (1) и(2) введение дополнительного повторителя 8 позволяет в 10-20 раз увеличить выходное сопротивление повторителя 7 тока и следовательно, коэффициента усиления K(j дифференциального усилителя 1 и Кетлевое усиление стабилизатора. Как следует из схемы стабилизатор (фиг.2), дополнительный повторитель напряжения легко реализуется на одно транзисторе, т.е. в схему добавляется минимальное число дополнительных ;элементов. Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе постоянного напряжения путем повышения петлевого усиления удается в 10-20 раз уменьшить выходное сопротивление по сравнению с известным стабилизатором 2. Применение -предлагаемого технического решения в схемах вторичных источников питания позволяет улучшить качество стабилизации выходного напряжения. Формула изобре генйя Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий дифференциальный усилитель с двумя противофазными выходами, источник опорного напряже- ния, соединенный с первым входом дифференциального усилителя, делитель выходного напряжения выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя, регулирующий элемент, подключенный силовым входом к входному выводу стабилизатора через резистор защиты, а силовым выходом к выходному выводу стабилизатора., повторитель напряжения, вход которого соединен с первым вы- . ходом дифференциального усилителя и выходом трехполюсного повторителя тока, а выход соединен с управляющим входом регулирующего элемента второй выход дифференциального усилителя подключен к первому входу трехполюсного повторителя тока, о т л ичающийся тем, что, с целью .уменьшения выходного сопротивления ,выход повторителя напряжения соединен с вторым входом трехполюсного повторителя тока через дополнительно введенный повторитель напряжения. Источники информации, , принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии W 1А10666, кл. G 05 F 1/56, 1972. 2. Пол«нин К. П. Интегральные стабилизатсфы напряжения. И., Энергия 1979. с. , рис. 5-12;

/

И

±

а

iJ

J

-о

//, 4

JL

-о Л