Стабилизатор постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государстаенный комитет СССР по делам изобретениИ н открытий(54) стАБилизАтОР пОстОяннОГО нАпРяжения 30 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вцепях питания различной радиоэлектронной аппаратуры, 5Известен стабилизатор постоянноготока, содержащий регулирующий элемент,токостабилизируюший элемент и цепьобратной связи, выполненную на дифФеренциальном усилителе с источникомэталонного напряжения 11Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является стабилизатор, содержащий регулирующийэлемент, включенный в одну из силовых шин, токостабилизируюший элемент,включенный между входом и управляющимэлектродом регулирующего элемента,к которому также подключен выходусилителя постоянного тока, и каскадсравнения с источником эталонногонапряжения (2.Однако часть напряжения обратнойсвязи в таких стабилизаторах теряется на верхней ветви резистивного де 25лителя и на сопротивлении участкаэмиттер - база управляющего каскада.Только после таКих потерь напряжение обратной связи сравнивается сэталонным,Соответственно при этом во много раз уменьшается выделенный сигнал ошибки.В результате все сушествуюшие тоанзисторные стабилизаторы напряжения являются инерционными для частот гармоник выпрямленного напряжения. Поэтому для сглаживания выходного напряжения на выходе стабилизатора применяются емкости; обычно один конденсатор включают паоаллельно нагрузке, другим - шунтируют верхнее плечо оезистивного делителя напряжения обратной связи, Кроме того, схема с общим эмиттером в управляющем каскаде, как известно, является усилителем мощности, что приводит при малых уровнях входных сигналов скибки к их маскировке на Фоне собственных шумов усилителя, а следовательно к росту инерционности стабилизатора.для расширения Функциональных возможностей путем повышения коэффициента стабилизации, расииоения рабочей полосы частот и улучшения динамических характеристик, и упрощения схемы в стабилизаторе постоянного напряжения, содеожашем регулирующий элемент, включенный в одну изсиловых щин токостабилизирующий элемент, включенныя между входом и управляющим электродом регулирующего элемента,к которому также подключен вы.ход усилителя постоянного тока,и каскад сравнения с источником эталонногонапряжения, усилитель постоянного5тока выполнен на транзисторе по схемес общей базой, эмиттер которого соединен с выходом каскада сравнения черездополнительно введенную цепочку изпараллельно соединенных резистора иконденсатора, каскад сравнения выполнен по схеме с общим эмиттером,эмиттер которого подключен к источнику эталонного напряжения, а базак одному из выходных выводов, 15Кроме того, резистор цепочки выполнен переменным, а между выходомусилителя постоянного тока и другимвыходным выводом может быть включенконденсатор, 2 ОНа .чертеже дана принципиальнаясхема предлагаемого стабилизатора.Он содержит регулирующий элемент 1,между входом и управляющим электродомкоторого включены токостабилизирующий двухполюсник 2, усилитель постоянного тока на транзисторе 3, выходомподключенный к управляющему электроду регулирующего элемента 1, ивключенный по схеме с общей базойкаскад сравнения, выполненный на30транзисторе 4, включенном по схемес общим эмиттером, к эмиттеру которого подключены источник эталонногонапряжения, выполненный на стабилитроне 5 и резисторе б, и цепочка изрезистора 7 и конденсатора 8, подключенная между входом усилителя постоянного тока и выходом каскада сравнения.Резистор б обеспечивает необходимый ток через стабилитрон 5 и на негопадает напряжение, равное разностинапряжений выходного и эталонного.Переменный резистор 7 служит дляустановки и регулировки выходногонапряжения; при этом следует иметьввиду, что изменение выходного напряжения в меньшую сторону ограниченовеличиной, близкой к эталонному напряжению,.Конденсатор 8 малой емкости служит50для уменьшения потерь на переменномрезисторе 7 при передаче .сигналовошибки от схемы сравнения к управляющему каскаду,Резисторы 9 или 10 служат для исключения шунтирования переходом эмиттер - база транзистора 4, находящегося в насыщении, резистора 6 (применение резистора 9 предпочтительнее,таК как обеспечивается дополнительная 60отрицательная обратная связь по входному напряжению).Конденсатор 11 (имеющий величинуодного порядка с емкостью 8) обеспечивает совместно с большим выходным Я сопротивлением управляющего каскадапредотвращение попадания на базу регулятора гармонических составляющихс выхода токостабилизирующего двухполюсника,Таким образом, сигнал ошибки поступает практически без потерь набазу транзистора 4 и ретранслируетсяна вход усилителя 3. Ретрансляцияоптимальна при непосредственномсоединении коллектора транзистора 4с змиттером транзистора 3, т,е, приполностью закорочеыном резисторе 7 для случая его включения, показанного на чертеже .Увеличивая величину переменногорезистора 7 и соответственно приэтом увеличивая степень насыщениятранзистора 4, регулируетея выходноенапряжение в пределах заданных минимального и максимального значений.Благодаря выбранной схеме включения транзистою 3 работает в активном режиме примерно на границе собластью насыщения и его дифференциальное сопротивление переходовэмиттер - коллектор сравнительно мало,что в итоге и улучшает коэффициент полезного дествия цепи обратнойсвязи. Лучшие динамические и частотные характеристики такой схемы обусловлены хорошим согласованием малоговыходного сопротивления регулятораНапряжения, выполненного по схеме собщим эмиттером, и нагоузки с малымвходным сопротивлением цепи обратнойсвязи, а также значительно меньшимсобственнным шумом этой двухкаскадной цепи по сравчению с классическимпрототипом,Коэффициент усиления цепи обратнойсвязи по напряжению при оптимальнойретрансляции сигнала ошибки долженобеспечивать подавление всех гармонических составляющих выпрямленного напряжения стабилизатором до уровня,сравнимого с собственными шумамимощного регулирующего транзистора,Предлагаемая схема стабилизатораконструктивно выгодно отличается отклассического прототипа тем, что вней отсутствуют большие фильтрующиеконденсаторы на выходе стабилизатора.Это позволит создать набор стабилизаторов для различных напряжений полностью в интегральном исполнении,Она более надежна, так как транзис-торы цепи обратной связи работают воблегченных энергетических режимахболее технологична в производстве,так как не предъявляет жестких требований по разводке выводов элементов при монтаже.Формула изобретения1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий729573 Составитель Н.ЛобачевРедактор Т,Шагова Техред О.Андрейко Корректор И.Иарош Подписи ного комитета СССР ений и открытий Раушская наб12 60/4 1 Тираж 9 56 ЦНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, москва, Ж, ак д, 4/5 илиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,элемент, включенный в одну из силовых шин, токостабилизирующий элемент, включенный между входом и упоавляющим электродом регулирующего элемента, к которому также подключен выход усилителя постоянного тока, и каскад сравнения на транзисторе с источником эталонного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем повышения коэффициента1 О стабилизации, расширения рабочей полосы частот и улучшения динамических характеристик и упрощения схемы в нем усилитель постоянного тока выполнен на транзисторе по схеме с общей базой, эмиттер которого соединен с выходом каскада сравнения через дополнительно введенную цепочку из параллельно соединенных резистора и конденсатора, транзистор каскада сравнения включен по схеме с 3) общим эмиттером, эмиттер которогоподключен к источнику эталонногонапряжения, а база - к одному извыходных выводов.2. Стабилизатор по п,1, о т л и-.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью;.регулировки уровня выходного напряжения, резистор цепочки выполнен переменным.3. Стабилизатор по пп,1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения пульсации выходногонапряжения, между выходом усилителяпостоянного тока и другим выходнымвыводом включен конденсатор.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 395823, кл. С 05 Г 1/56, 1971.2, Авторское свидетельство СССРр 392481, кл, С 05 Р 1/58, 1971