Стабилизатор напряжения постоянного тока

О П И С А Н И Е 11989544ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 28.05. 81 (21)3295251/2 ттС 05 Г 1/56 с присоелинением заявки МГфвуаарстаеювй камктет СССР пф аеим кзебрещнй и етарытий(088.8) Дата опубликования описания 15 .0 1. 83(5 тт) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1Изобретение относится к электротехнике,а йменно к стабилизаторамнапряжения постоянного тока,и можетбыть использовано.в качестве прецизионного вторичного источника питания,Известен стабилизатор напряженияпостоянного тока, содержащий двасогласованных транзистора, коллекторы которых через реэисто ы соединены с выходом устройства 1.Наиболее 6 лизким к изо ретению является стабилизатор, содержащий двасогласованных транзистора, коллекторыкоторых через соответствующие резисторы соединены с выходом устройства,а базы объединены, причем эмиттерпервого транзистора соединен с общейшиной источника питания, с которойэмиттер второго транзистора соединенчерез третий резистор 2;Недостатками известных устройств, являются ограниченные Функциональ"ные возможности, так как они могут 2быть использованы только в качестве,опорного элемента, а Функции мощногоисточника стабилизированного напряжения выполнять не могут; невозможность получения различных значений з выходного напряжения, так как точностные и температурные характеристики в нем обеспечиваются только приодном значении выходного напряже"ния ( 1,205 В); невысокий коэффицио ент стабилизации напряжения (,т.е.ограниченная точностьт при изменениинапряжения питания и сопротивлениянагрузки; трудность получения в широком диапазонетемператур минимальт ного температурного дрейфа, так какФункциональная температурная зави"симость носит сложный характер и определяется тремя транзисторами и тремярезисторами, к которым предъявляются высокие точностные требования.Цель изобретения - расширениеФункциональных воэможностей, расширение диапазона стабилизируемых напря3 98жений, повышение точности и термостабильности,Поставленная цель достигается тем,что в стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий два согласованных транзистора, коллекторы которых через соответствующие первый ивторой резисторы соединены с выходными выводами стабилизатора, а базыобъединены, прицем эмиттер первоготранзистора соединен с общей шиной,с которой эмиттер второго транзистора соединен церез третий резистор,введены два дифференциальных усилителя, резистивный делитель, дополнительный резистор, регулирующийтранзистор и цепь запуска, включеннапараллельно переходу эмиттер-коллектор регулирующего транзистора, ккоторому подключены один вывод дополнительного резистора, другой вывод которого соединен с эмиттеромвторого транзистора, и один вход ре.зистивного делителя, второй вход которого соединен с общей шиной,а выходс неинвертирующим входом первогодифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен сколлектором второго транзистора, авыход - с базой регулирующего транзистора, причем коллектор первоготранзистора соединен с неинвертирующим входом второго дифференциальногоусилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом резистивногоделителя, а выход соединен с базамитранзисторов, третий резистор выполнен с положительным температурнымкоэффициентом.На чертеже показана принципиальная схема устройства.Устройство содержит два согласованных транзистора 1 и 2, коллекторы которых через резисторы 3 и 4 соответственно соединены с выходом устройства, а базы объединены, причемэмиттер транзистора 1 соединен с общей шиной источника питания 5, с которой эмиттер транзистора 2 соединенчерез резистор 6, два дифференциальных усилителя 7 и 8, резистивный делитель 9, дополнительный резистор 10регулирующий транзистор 11 и цепьзапуска 12 (например ЙС-цепь), вклюценная параллельно с регулирующимтранзистором 11 между шиной источника питания 5 и выходом устройства,к которому подклюцены один выводдополнительного резистора 10, другой 9 Уг 4 4вывод которого соединен с эмиттеромтранзистора 2, и один вход резистивного делителя 9, второй вход которого соединен с общей шиной источникапитания 5, а выход соединен с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя 7, инвертирующийвход которого соединен с коллекторомтранзистора 2, а выход соединен с10 базой регулирующего транзистора 11,причем коллектор транзистора 1 соединен с неинвертирующим входом второго дифференциального усилителя 8, инвертирующий вход которого соединен с15 выходом резистивного делителя 9, авыход соединен с базами транзисторовя 1 и 2, Третий резистор 6 выполнен сположительным температурным коэффициентом 0,3/С в тепловом контакте,о с транзисторами 1 и 2, которые всвою очередь выполнены согласованными в одном кристалле.Устройство работает следующим образом.При подаче напряжения питания отисточника питания 5 через цепь запуска 12 на выход устройства подаетсязапускающий импульс, который приводит схему в рабочее состояние, прикотором дифференциальный усилитель 8обеспечивает за счет обратной связичерез базу постоянство коллекторнопотока 1,1 транзистора.1, причем: Выем,35 Кзгде Ч - выходное стабилизированноенапряжение;ЬЬХК - коэффициент деления резистивного делителя 9;Йь - сопротивление резистора 3.ДиФференциальный усилитель 7 включен таким образом, цтобы обеспечитьпостоянство коллекторного тока 1транзистора 2,. но уже за счет величины выходного напряжения, котороечерез дополнительный резистор 10передается на эмиттер транзистора 2, .причемОВОД504 2)где Й - сопротивление резистора 4.Используя известную связь напряжения между эмиттером и базой транзистора и его коллекторным током,55 можно определить падение напряженияна резисторе бО -9 Ь - -М,Ь - :у Ь - " - ,1,.д.6 Т 1 о1 о Т 1"вью-" р, /9- Юь/Из данного выражения видно, что 16 температурная стабильность напряжения обеспечивается при равенстве температурных коэффициентов резистора 6 и 9КоэфФициент т обладает положительным температурным коэффи циентом 0,3/ С. Таким же температур- ным коэффициентом, например, обладает медь, С помощью линч-резисторов или полевых транзисторов также можно получить данное значение темпе ратурного коэффициента. Согласованная пара транзисторов и компенсационный терморезистор могут изготавливаться в одном корпусе.Из выражения ( 3) также видно, что 23 с помощью переменного резистора 10 можно без ограничения задавать любое значение выходного стабилизированного напряжения, сохраняя при этом высокую его термостабильность. Зф8 лияние на выходное напряжение дрейфа напряжения смещения дифференциальных усилителей, определяющих значения токов 1 и,значительно снижено, так как токи входят под знак логарифма.Нагрузочную способность и коэффициенты стабилизации по току и напряжению в предлагаемом стабилизаторе легко можно обеспечить за счет выбора 46 коэффициента усиления регулирующего транзистора, в качестве которого иожно использовать составные транзисторы.43Предлагаемое изобретение позволяет использовать устройство и в качестве прецизионного источника опорного напряжения, и в качестве высокочастотного силового стабилизатора36 напряжения, Причем устройство позволяет регулировать в неограниченных пределах величину выходного напряжения независимо от его температурной стабильности.33 44 4Формула изооретенияСтабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий два согласованныхтранзистора, коллекторы которых через.соответствующие первый и второй резисторы соединены с выходными выводами стабилизатора, а базы объединены,причем эмиттер первого транзисторасоединен с общей шиной, с которойэмиттер второго транзистора соединен через .третий резистор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что,с цельюрасширения функциональных возможностей, расширения диапазона стабилизируемых напряжений, повышенияточности и термостабильности, в неговведены два дифференциальных усилителя, резистивный делитель, дополнительный резистор, регулирующийтранзистор и цепь запуска, включенная паралельно переходу эмиттер-коллектор регулирующего транзистора, к которому подключены один вывод дополнительного резистора, другой вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, иодин вход резистивного делителя, второй вход которого соединен с общейшиной, а выход соединен с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя,инвертирующий входкоторого соединен с коллектором вто-.рого транзистора, а выход соединенс базой регулирующего транзистора,причем коллектор первого транзистора соединен с неинвертирующимвходом второго дифференциальногоусилителя, инвертирующий входкоторого соединен с выходом резистивного делителя, а выход соединенс базами транзисторов, третий резистор выполнен с положительнымтемпературным коэффициентом.Источники информации,принятыв во внимание при экспертизеГребень А,Б. Проектированиеаналоговых интегральных схем. Пер.с англ. М., "Энергия", 1976, с.80-822. Гулякович Г,Н. и-др. Низковольтный опорный элемент,и его применение в прецизионных схемах гибридных стабилизаторов напряжениянЭлектронная техника". Сер, 1 О,989544 Составитель О.МещеряковаРедактор МПетрова Техред Т,Фанта Корректор Г. Огар дписно илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 11130/68 Т ВНИИПИ Государс по делам 113035, Москва, раж 872венного комитета СССРзобретений и открытийН, Раушская наб., д