Стабилизатор постоянного напряжения

Союз Сфветскнк Сфцнвйнстниеснна Ресиублнк(5)М. )(л.з Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 07. 01. 82(72) Авторы изобретения В.И. Анисимов, М.В. Капитонов, А.В. Лещук,К.П. ПоЛянин,Н.Н. Прокопенкои Ю.М, Соколов Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В,И. Ульянова (Ленина)(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов схемах вторичных источников питания.Известны схемы непрерывных стабилизаторов постоянного напряжения.последовательного типа, содержащиерегулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования и источникиопорного найряжения и тока, соединенные со входом стабилизатора 11.Один из недостатков таких стаби"лизаторов - сравнительно невысокийкоэффициент стабилизации.Наиболее близким по технической 15сущности к предлагаемому являетсяСтабилизатор постоянного напряжЕния,содержащий регулирующий элемент,усилитель сигнала рассогласования,первый вход которого подключен к выходу регулирующего элемента и выходной клемме, источник опорного тока,выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента ивыходом усилителя сигнала рассогласования, а вход - с входной клеммойи входом регулирующего элемента,источник опорного напряжения, выкодкоторого соединен со вторым входомусилителя сигнала рассогласования и ЗО который включает в себя токозадающийдвухполюсник, первый вывод которогоподключен ко входу регулирующегоэлемента, а второй вывод соединенс общей шиной через последовательновключенные элемент опорного напряжения и первый стабилитрон,второйстабилитрон, подключенный к базетокостабилизирующего транзистора ичерез диод соединенный с первым стабилитроном, делитель выходного эталонного напряжения, включенный междуобщей шиной и эмиттером токостабилизирующего транзистора, выходнойтранзистор, база которого соединена с токозадающим двухполюсникоми элементом опорного напряжения, аколлектор соединен с управляющим входом источника опорного тока, управляемый стабилизатор тока, выход которого соединен со вторым стабилитроном Недостатком указанного стабилизатора является невысокий. коэффициент стабилизации, что обусловлено сравнительно высокой нестабильностью выходного напряжения опорного источника при .изменении напряжения на входе стабилиЗатора.896607 де ОВх и АОВых приращение напряжений на входе ивыходе стабилизатора;постоянные уровни напряжения навходе и выходестабилизатора.содержит две сосивх ВЫХ Коэффициент Ктавляющие 1 1 1КК К ст ст, сто(2) К 1 ЮВх Овых ф вых О вх Цель изобретения - повышение коэффициента стабилизации стабилизатора постоянного напряжения.Иоставленная цель достигается тем, что управляющий вход управляемого стабилизатора тока соединен с коллектором токостабилизирующеготранзистора, а его вход подключен к эмиттеру выходного транзистора. Схема предлагаемого стабилизатора постояцного напряжения приведена 10 на чертеже.Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, выход которого соединен с первым входом усилителя 2 сигнала рассогласования. Выход усилителя 2 соединен с управляющим входом регулирующего элемента 1 и выходом источника 3 опорного тока. Второй вход усилителя 2 подключен к выходу источника 4 опорного напряжения. Источник 4 опорного напряжения включает в себя токозадающий двухполюсник 5,первый вывод которого подключен к силовому входу регулирующего элемента, а второй вывод соединен с общей шиной 25 через последовательно включенные элемент 6 опорного напряжения и первый стабилитрон 7. Второй стабилитрон 8 опорного источника 4 подключен к базе токостабилизируюцего тран зистора 9 и через диЬд 10 соединен с первым стабилитроном. Делитель 11 выходного эталонного напряжения источника 4 включен между общей шиной и эмиттером транзистора 9. База 35 выходного транзистора 12 соединена с двухполюсником 5 и со вспомогательным источником 6, его коллектор подключен ко входу источника 3 опорного тока, а эмиттер соединен с суммирующим узлом управляемого стабилизатора 13 тока. Вход управляемого стабилизатора 13 тока соединен с коллектором транзистора 9, а его выход подключен к базе транзистора 9, Входом стабилизатора постоянного 45 напряжения является силовой вход регулирующего элемента, выходом - выход регулирующего элемента.Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. 50Источник 4 опорного напряжения этого стабилизатора имеет более высокую стабильность выходного напряжения О от изменения входного напряжения О по сравнению с источни ко опорного напряжения известного стабилизатора, что и обусловливает повышенный коэффициент стабилизации предлагаемого стабилизатора. Действительно, коэффициент стабилизации стабилизатора напряжения при В= сопя определяется соотношением: где К - составляющая коэффициента.стабилизации, обусловленная конечностью летлевого усиления стабилизатора и неидеальностью регулирующегоэлемента 1 и источника 3 опорноготока; та ЬОО стоп ОВХ является составляющей коэффициента стабилизации, обусловленной нестабильностью выходного напряжения О источника 4 опорного напряжения при изменении входного напряжения О,;ЬО Ькоэффициент стастоп ьОбильности источника опорного напряжения при изменении напряжения на входе стабилизатора.Из соотношений (2) и (3) следует, что при большом петлевом усилении стабилизатора (К ст фо )ст коэффициент стабилизации К ограничен конечным значением коэффициента стабильности Кст и источникаопопорного напряжения.Можно показать, что коэффициент стабильности Кисточника 4 опорного напряжения стабилизатора определяется приближенным соотношением 0Р +К РВХ Б Д 6 Д 1 ЭЫХАЯстОп Ь(.), ВА + рД к 8КД)А 6 Д 1 ДВ А где В - сопротивление двухполюсника 5;ВА 6 - дифференциальное со противление вспомогательного источника 6опорного напряжения;В и В - дифференциальные сопротивления стабилитронов 7 и 8;В 8 - выходное сопротивле 8 ыхние управляемого стабилизатора тока;КА - коэффициент передачиделителя 11 (Кд (1).Из соотношения (4) следует, что коэффициент Кстдля стабилизатора может достигать очень большой величины, Так, при Вб = 20 кОм, Вд=(5) К фмАПри Ввысь, = 500 кОм, КА = 100 Ом,8Кд0,5 получаем Кт= 10 ф, т.е. в 40 раз меньше, чем для предлагаемого стабилизатора.Таким образом, предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения имеет в 10-40 раз более высокийкоэффициент стабилизации по сравнению с известным стабилизатором,что обусловлено повышенной стабильностью его источника опорного напряжения от изменения входного напряжения. Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к выходу регулирующего элемента и выходной клемме, источник опорного тока, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента и выходомусилителя сигнала рассогласования, а вход - с входной клеммой и входом регулирующего элейдВ= 100 Ом, В,цы " 200 кОМч 8 ф выф Кд -- 0,5 получаем Кстоп = 4 10В известном стабилйзаторе суммирующий узел управляемого стабилизатора тока соединен непосредственно со входом стаблизатора, поэтому для этого стабилизатора коэффициент Ксравнительно невысок и определяется соотношением35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции Р 2345761,кл. 6 05 Г 1/56. 2, Гребен Л.Б. Проектирование аналоговых интегральных схем. М.,"Энергия", 1976, с, 127, рис, 6-4., мента, источник опорного напряжения, выход которого соединен со вторым входом усилителя сигнала рассбгласования и который включает в себя токозадающий двухполюсник, первый вывод которого подключен ко входу.регулирующего элемента, а второй вывод соединен с общей шиной через последовательно включенные элемент опорного напряжения и первый стабилитрон, второй стабилитрон,подключенный к базе токостабилизирующего транзистора и через диод соединенный с первым стабилитроном, делитель выходного эталонного напряжения, включенный между общей шиной 15 и змиттером токостабилизирующеготранзистора, выходной транзистор, база которого соединена с токозадающим двухполюсником и элементом опорного напряжения, а коллектор Щ соединен с управляющим входом источника опорного тока, управляемый стабилизатор тока, выход которого соединен со вторым стабилитроном, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента ста-билизации, управляющий вход управляе.мого стабилизатора тока соединен с коллектором токостабилизирующего транзистора, а его вход подключен к эмиттеру выходного транзистора896607 оставитель В. ехред 3. Фанта Михее Редак 37 каз 1 11303 илиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 фРираж 907ВНИИПИ ГосударственнОго кпо делам изобретений и 5, Москва, Ж, Раушс ловьев Корректор О. Билак Подписное итета СССР ткрытий я наб., д. 4