Стабилизатор постоянного тока

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1779984(51) М, Кл. б 05 Р 1/56 Государстввииый комитет Опубликовано 15.11.80, Бюллетень,Вй 42 Дата опубликования описания 15,11.80 во делам иэобретеиий и открытий,может быть использовано в качестве высокостабильного биполярного источника тока ипреобразователя напряжения в ток,Известно устройство для стабилизации тока,использующее свойства транзисторного каскада с общей базой 1.Однако известное устройство не обладаетдостаточной точностью стабилизации тока,1 ОИзвестен стабилизатор тока, содержащий усилитель постоянного тока, орган сравнения, регулирующий элемент, выполненный иа биполяр- ном транзисторе, база которого соединена с выходом, усилителя постоянного тока, эталонный резистор, один вывод которого эаземлен, а второй через нагрузку стабилизатора соединен с эмиттером регулирующего транзистора 121.Однако известный стабилизатор тока имеет тот недостаток, что при большом диапазоне то изменения напряжения на нагрузке и эталонном резисторе, напряжение на выходе усилителя постоянного тока также должно меняться в большом диапазоне. Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор постоянного тока, содержащий усилитель постоянного тока, орган сравнения, последовательный регулирую. щий элемент, выполненный по двухтактной схеме на двух транзисторах разного типа проводимости, и эталонный резистор, один зажим кото. рого заземлен, а другой через нагрузку подключен к выводу для подключенич к среднему полюсу источника входного напряжения, причем коллектор и-р-и транзистора регулирующего элемента соединен с выводом для подключения положительного полюса источника входного напряжения, а коллектор р-п.р транзистора - с выводом для подключения отрицательного полюса источника входного напряжения 31.Однако известный стабилизатор постоянного тока обладает недостаточной стабильностью тока.В известном стабилизаторе тока транзисторы регулирующего элемента включены по схеме с общим эмиттером, При таком включении регулирующий элемент инвертирует напряжение на эталонном резисторе, в стабилизаторе необходим усилитель постоянного тока беэ84 4ным напряжением которого является напряжение на эталонном. резисторе О, а входвт фным - опорное напряжение стабилизатора Опричем коэффициент передачи усилителя К,стабилизирован отрицательной обратной связью:ЬТ "осК+3( фЬгде Во - сопротивление резистора обратнойсвязи 8;В - сопротивление резистора 9 и соответствующей части резистора 7;9= -1+аК - собствейный коэффициент усиленияусилителя постоянного тока 10.При большом значении К К =пеа Р,На чертеже приведена электрическая схемастабилизатора постоянного тока,Коллектор п-р.п транзистора 1 двухтактногорегулирующего элемента 2 соединен с положи.тельным полюсом источника входного напряжения 3, отрицательный полюс которого под.ключен к коллектору р-п.р транзистора 4 регулирующего элемента 2. Средний вывод источника входного напряжения 3 через нагрузкустабилизатора 5 и эталонный резистор б соеди.нен с землей. Базы транзисторов 1 и 4 зазем.лены.Между точкой соединения нагрузки стабилиза.тора 5 с эталонным резистором б л подвижнымконтактом резистора установки опорного напря 40жения 7 включен делитель напряжения на резисторах 8 и 9, образующий орган сравнения напряжения на эталонном резисторе и источнике опорного напряжения, Общая точка резисторов 8 и 9подключена к инвертирующему входу усилителя абпостоянного тока 10, Неинвертирующий входусилителя постоянного тЬка заземлен. Выходусилителя постоянного тока соединен с эмиттерами транзисторов регулирующего элемента,Средний вывод резистора установки опорногонапряжения 7 заземлен, а два крайних соединены с положительным полюсом источникаположительного опорного напряжения 11 и от.рицательным полюсом источника отрицатель.ного опорного напряжения 12 соответственно.Отрицательный полюс источника 11 иположительтельный полюс источника 12 заземлены,Стабилизатор тока представляет собой ста.билизированный усилитель напряжения, выход.,30О КОэт % %Кпер "оп пер"опн зт ос %эт йЙэт + ос перОоп Озт"пеа оп эЪоэт ос оэт 1 ос35у Точность, стабилизации напряжения на эталонном резисторе и тока в нагрузке определяется собственным коэффициентом усиленияусилителя постоянного тока и параметрами транзисторов регулирующего элемента. 3 7799 инверсии фазы. Поэтому известный стабилизатор тока неустойчив в работе, особенно при применении усилителя постоянного тока с большим коэффициентом усиления по напряжению. Для обеспечения устойчивой работы ста% билизатора требуется подключение к усилителю постоянного тока специальных компен. сирующих цепей, которые сильно изменяют форму частотнофазовой характеристики усилителя постоянного тока. В результате, на. пример, при использовании известного стабилизатора тока в качестве биполярного преобразо"вателя напряжения в ток сужается частотный диапазон работы преобразователя, увеличивается погрешность преобразования,Целью изобретения является увеличение точности стабилизации тока.Указанная цель достигается тем, что в известном стабилизаторе тока базы транзисторов регулирующего элемента заземлены, а эмит. теры соединены с выходом усилителя постоянно.М го тока, причем общая точка эталонного резисто- ра и нагрузки через резистор органа сравнения подключена к инвертирующему входу усилителя постоянного тока.И Нагрузка стабилизатора тока 5 В включена последовательно с эталонным резистором б В, При постоянном опорном напряжении О цепь обратной связи с определенной статической ошибкой поддерживает постоянным напряжение Оэ . Так как сопротивление эта. ленного резистора В постоянно, то остается постоянным и ток( через В т, который протекает одновременно и через Вн. где Э - ток обратной связи через резистор;Й УР - условное обозначение сопротивлеОСния параллельного соединениярезисторов В и ВИз последнего выражения видно, что токчерез нагрузку стабилизатора пропорционаленопорному напряжению стабилизатора, и данный,стабилизатор тока можно использовать в качест"ве преобразователя напряжения в ток. В этомслучае вместо опорного напряжения использует.ся напряжение управления преобразователем,Стабилизатор работает следуюШим образом.При положительном направлении тока в нагрузке стабилизатора 5 ток (+3) от положительного полюса источника входного напряженияИ Кст к 5 что для: управления регулирующими транзис.торами требуется одно и то же напряжениена выходе усилителя постоянного тока, равноенапряжению между базой и эмиттером. В известном стабилизаторе током управления регулирующим транзистором является ток базы, вданном стабйлизаторе - ток эмиттера Ь -1 Э.равный (1+3) Ь 3 б входные сопротивленияРегулирующих транзисторов " , тоже отлича.ются в (1+р) раз и соответственно равны дляизвестного стабилизатора"Б Ьха +(1 Цг и г жгЬх б . э ЯА э 1+ 1+ъ 8зисторов регулирующего элемента в данном стабилизаторе равна: где д Эо - изменение обратного тока коллектора закрытого транзистора в схеме с общей базой.Для известного стабилизатора тока абсолютная нестабильность тока нагрузки стабилизатора записывается выражением: 1+И /г ЦКО М 1/для данного стабилизатора,Нестабильность тока коллектора регулирующего транзистора под воздействием дестабилизирующих факторов в данном стабилизаторе описывается формулой 20где Ь 0 - изменение напряжения на коллек-.кторном переходе открытого трап.зистора при изменении входногонапряжения и сопротивления нагруэ.,ки стабилизатора;Ь 3 - изменение обратного тока коллекКОтора открытого транзистора в схемес общей базой;т к - дифференциальное сопротивлениеколлектора открытого транзистораЗ 5в схеме с общей базой.В известном стабилизаторе Ь:1 занисывается:ДОК к49ф) КО Г КОК Кгде г ф - дифференциальное сопротивление кол.лектора открытого транзистора в схеме с общим эмиттером+ ткК 19Абсолютная нестабильность тока нагрузкистабилизатора при изменении входного напря. 5 вжения и сопроти;аления нагрузки стабилизатораи. изменении обратных токов коллекторов транВ данном стабилизаторе точность стабилизации тока в нагрузке в (1+/3) развыше, чемв известном стабилизаторе (прототипе) .Формула изобретенияСтабилизатор постоянного тока, содержащий усилитель постоянного тока, орган сравнения, последовательный регулирующий элемент,выполненный. по двухтактной схеме на двухтранзисторах разного типа проводимости,и эталонный резистор, один зажим которогозаземлен, а другой через нагрузку подключен.к выводу для подключения к среднему полюсу источника входного напряжения, причемколлектор и-р-и транзистора регулирующегоэлемента соединен с выводом для подключенииположительного полюса источника входногонапряжения, а коллектор р-и-р транзистора -с выводом для подключения отрицательногополюса источника входного напряжения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что с целью увеличения точности стабилизации тока, базы транзитторов регулирующего элемента заземлены, аэмиттеры соединены с выходом усилителя постоянного тока, причем общая точка эталонногорезистора и нагрузки через резистор органа сравпения подключена к инвертирующему входуусилителя постоянного тока,Источники информации,принятые во внимание три экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 534748,кл. 6 Об Е 1/56, 1976,2, Додик С, Д, Полупроводниковые стабили.заторы постоянного напряжения и тока. М"Советское радио", 1962, с. 326, рис. 86, СХ.1,3, Авторское свидетельство СССР Хф 514281,кл, 6 ОБ Е 1/56, 1976.779984 Составитель С. Ситко Техред М. Гоащка Коля 5 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Прое Заказ 9324/14 ВНИИ ПИ по де 113035, Мо