Стабилизатор постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1118 56 3(5 И б САНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ питонов,ов Шахтинский ого обслульные стаЭнергия,ВАТА070.) СТАБИЛИЗАТОР ПРЯЖЕНИЯ, содер и элемент, включенн выходным выводами пряжения, запитанн тора, делитель выхо фференциальный ус фазными выходами и второго транзист рного тока, повтор ПОСТОЯННО- жащий регулиый между входисточник опорый с входа стадного напряжеилитель с двумясостоящий из оров и источниитель тока, вы 54) ГО НА рующи ным и ного н билиза ния, ди против первого ка опо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Ленэлектротехнический институт.им. В. И. Ульянова (Ленина) итехнологический институт бытоживания(56) 1. Полянин К. П. Интегрбилизаторы напряжения. М.,1979, с. 138, рис. 5.8.2 . 11 пеаг п 1 едга(ей с 1 гсцйВООК. 1 цпе 1982, чо 27, Йр. полненный на третьем и четвертом транзисторах, эмиттеры которых подключены к входному выводу, причем управляющий вход регулирующего элемента соединен с коллекторами первого и третьего транзисторов, выход источника опорного напряжения и выход делителя выходного напряжения соединены соответственно с базами второго и первого транзисторов, эмиттеры которых объединены и через источник опорного тока связаны с общей шиной, коллектор четвертого транзистора соединен с базами третьего и четвертого транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного напряжения, в него введены дополнительные пятый, шестой, седьмой и восьмой транзисторы, причем базы пятогои шестого э транзисторов подклЮчены соответственно к коллекторам первого и второго транзисто- Ц) ров, их эмиттеры соединены с коллектором рве седьмого транзистора, эмиттер и база кото- аде рого подключены соответственно . к эм иттеру и базе второго транзистора, эмиттер восьмого транзистора соединен с входным выводом, база соединена с коллекторами четвертого и пятого транзисторов, а коллектор - с коллектором второго транзистора. ффффф00Изобретение относится к электротехнике конкретно- к регуляторам напряжения постоянного тока).Известны стабилизаторы постоянного на и ряжения, содержа щие регулирующий эл емент, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения и делитель выходного напряжения 1 и 2.Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, дифференциальный усилитель сигнала рассогласования с двумя противофазными выходами, состоящий из первого и второго 1 О транзисторов и источника опорного тока,делитель выходного напряжения, источникопорного напряжения и повторитель тока,выполненный на третьем и четвертомтранзисторах, эмиттеры которых соединены с входным выводом, управляющий вход регулирующего элементасоединен с коллекторами первого и третьего транзисторов, эмиттеры первого и второго транзисторов объединены и через источник опорного тока связаны с обшей шиной, выход делителя выходного напряжения соединен с базой первого транзистора,выход источника опорного напряжения, запитанный с входа стабилизатора, соединен с базой второго транзистора, коллектор четвертого транзистора соединен сбазами третьего и четвертого транзисторов 2,30Недостатком известных устройств является сравнительно низкая температурнаястабильность выходного напряжения, чтоограничивает область их применения,Цель изобретения - повышение температурной стабильности выходного напряжения стабилизатора.Поставленная цель достигается тем, чтов стабилизатор постоянного напряжения,содержащий регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выво,дами, источник опорного напряжения, запитанный с входа стабилизатора, делительвыходного напряжения, дифференциальныйусилитель с двумя противофазными выходами, состоящий из первого и второготранзисторов и источника опорного тока, 45повторитель тока, выполненный на третьеми четвертом транзисторах, эмиттеры которых подключены к входному выводу, причем управляющий вход регулирующего элемента соединен с коллекторами первого итретьего транзисторов, выход источникаопорного напряжения и выход делителя выходного напряжения соединены соответственно с базами второго и первого транзисторов, эмиттеры которых объединены и черезисточник опорного тока связаны с обшей 55шиной, коллектор четвертого транзисторасоединен с базами третьего и четвертоготранзисторов, введены дополнительные пятый, шестой, седьмой и восьмой транзисторы, причем базы пятого и шестого транзисторов подключены соответственно к коллекторам первого и второго транзисторов, их эмиттеры соединены с коллектором седьмого транзистора, эмиттер и база которого подключены соответственно к эмиттеру и базе второго транзистора, эмиттер восьмого транзистора соединен с входным выводом, база - с коллекторами четвертого и пятого транзисторов, а коллектор - с коллектором второго транзистора.На чертеже приведена схема стабилизатора.Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, источник 2 опорного напряжения, делитель 3 выходного напряжения, дифференциальный усилитель 4 с двумя противофазными выходами, включающий в себя первый 5 и второй 6 транзисторы и источник 7 опорного тока, повторитель 8 тока, включающий в себя третий 9, четвертый 10, пятый 11, шестой 12, седьмой 13, восьмой 14 транзисторы, Выход регулирующего элемента 1 соединен с входом делителя 3 и выходным выводом 15, его силовой вход соединен с коллектором транзистора 12, с объединенными эмиттерами транзисторов 9, 10 и 14 и входным выводом 16, а его управляющий вход соединен с базой транзистора 11 и коллекторами транзисторов 5 и 9. Выход источника 2 опорного напряжения, запитанного с входа стабилизатора, соединен с базами транзисторов 6 и 13, эмиттеры которых объединены с эмиттером транзистора 5 и через источник 7 опорного тока связаны с общей шиной 17. База транзистора 5 соединена с выходом делителя 3. Эмиттер транзистора 11 соединен с коллектором транзистора 13 и эмиттером транзистора 12, база которого соединена с коллекторами транзисторов 6 и 14, коллектор транзистора 11 соединен с базами транзисторов 9, 10 и 14 и коллектором транзистора 10.Стабилизатор работает следующим образом.,При изменении напряжения на выходе 15 стабилизатора сигнал рассогласования через делитель 3 поступает на вход дифференциального усилителя 4 и, усилившись, воздействует на управляющий вход регулирующего элемента 1, при этом на его выходе появляется приращение тока, которое ком пенсирует первоначальное изменение выходного напряжения.Введение в стабилизатор постоянного напряжения дополнительных транзисторов 11 - 14 позволяет отсимметрировать режимы транзисторов 5 и 6 дифференциального усилителя по току и напряжению. При этом уменьшается напряжение смешения Ьси.дифференциального усилителя (Ц= /.)б, --б( ) и его температурная нестабиль1118983 В. Еси та вител И. Вере 84 венного ретений 35, Рау г. Уж го СосТех ред Тираж Государс елам изоб сква, Ж - а Патентэ,Корректор Подписное комитета СССР и открытийшская наб., д. 4/5 род, ул. Проектная р А. Ревин52/35ВНИИПпо113035, МФилиал ППП еда ака ность и, следовательно, повышается температурная стабильность выходного напряжения всего стабилизатора. Действительно, для схемы справедливо соотношение 1/кэв = ./кэв+ 1-/эб - 1-/вби= 1-/кэз. (1)5Из соотношения (1) очевидно, что разница напряжений коллектор - эмиттер транзисторов 5 и 6 не превышает нескольких десятков милливольт. Можно также показать, что для реальных параметров инте-О гральных транзисторов 5 и 6, 9-14 (Ьа,а 5 для транзисторов типа р - и - р, Ь50 для транзисторов типа и - р - и) разброс эмиттерных токов транзисторов 5 и 6 по отношению друг к другу не превысит нескольких процентов. При этом для стабилизатора получаем 1-/сн Чт+ /1-кэв 1-/кэб /,/(5,6 += (1 эв -1)/1,;относительный разброс токовэмиттеров транзисторов 5 и6 ф,01 - 0,05);6=10 -10 - коэффициент внутренней обратной связи для транзисторов 5 и 6;ЬО 6 эа=ВЕэ -- разность напряжений эмит/Юэвйэт=1 м:тер-база транзисторов 5 и 6,=3-4 г 4 В ОбуСЛОВЛЕННая тЕХНОЛОГИЧЕ- ЗПской погрешностью их изготовления,В стабилизаторе-прототипе отсутствует симметрия транзисторов дифференциального усилителя по току и напряжению. Так, при малых коэффициентах передачи по току р - и - р = транзисторов их эмиттерные токи могут в 1,5 раза отличаться друг от друга. С другдй стороны, при больших уровнях входных напряжений ( в)/алых) напряжения коллектор-эмиттер транзисторов могут на десятки вольт отличаться друг от друга. Если у стабилизатора-прототипа параметры характеризуюшие несимметрию его дифференциального усилителя равны аква - 1 кэ 1 = 20 В; /11 = 10;0,5; Ы 16 э,я = 3 мВ, то1-/см = УИч -6 ч, - (1-)кэа - -кэ 1 ) х 1 а + Цтб + Ь 18 э 1,2 т 36 мВ о (см - ./см - - 120 мкВ/С (3) Из соотношений (2) и (3) очевидно,что напряжение смешения Бели его температурный дрейф й)см/ ь Т в дифференциальном усилителе предлагаемого стабилизатора в 8 - 2 раз меньше, чем в усилителе стабилизатора-прототипа,Стабилизатор постоянного напряженияимеет в 3 - 5 раз более высокую стабильность выходного напряжения по сравнениюсо стабилизатором-прототипом.