RU2211477C1 - Constant voltage regulator - Google Patents

Constant voltage regulator Download PDF

Info

Publication number
RU2211477C1
RU2211477C1 RU2002100748/09A RU2002100748A RU2211477C1 RU 2211477 C1 RU2211477 C1 RU 2211477C1 RU 2002100748/09 A RU2002100748/09 A RU 2002100748/09A RU 2002100748 A RU2002100748 A RU 2002100748A RU 2211477 C1 RU2211477 C1 RU 2211477C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
collector
output
current
base
Prior art date
Application number
RU2002100748/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002100748A (en
Inventor
С.В. Маков
А.Э. Попов
Original Assignee
Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса filed Critical Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса
Priority to RU2002100748/09A priority Critical patent/RU2211477C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2211477C1 publication Critical patent/RU2211477C1/en
Publication of RU2002100748A publication Critical patent/RU2002100748A/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio electronics. SUBSTANCE: constant voltage regulator incorporates first and second transistors, source of electric energy connected with first lead to common bus and with second lead to connection point of emitters of first and second transistors, voltage divider placed between output of regulator and common bus which output is connected to base of second transistor, current follower which input is connected to collector of second transistor and which output is coupled to collector of first transistor. Base of first transistor is connected to source of reference voltage. Regulator includes third transistor connected with base to connection point of output of current follower and collector of first transistor, fourth transistor which base is connected to emitter of third transistor and which emitter is linked to output of regulator. In addition regulator has first and second diodes, fifth transistor and voltage amplifier. Collector of fifth transistor is connected to connection point of second lead of source of electric energy and emitters of first and second transistors, emitter of fifth transistor is connected to common bus and its base is coupled to output of voltage amplifier. First diode is connected with cathode to collector of third transistor and with anode to input of regulator. Second diode is connected with cathode to collector of fourth transistor and with anode to input of regulator. Inverting input of voltage amplifier is connected to connection point of collector of fourth transistor and cathode of second diode and its non-inverting input is coupled to connection point of collector of third transistor and cathode of first diode. EFFECT: decreased consumption of current by regulator. 2 dwg

Description

Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. The device relates to the field of electrical engineering and can be used in power sources of electronic equipment.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является стабилизатор, приведенный в /1/. На фиг.1 показана схема прототипа, содержащая первый и второй транзисторы, регулирующий элемент, включенный между входом и выходом устройства, источник тока, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, делитель напряжения включенный между выходом устройства и общей шиной, выход которого подключен к базе второго транзистора, повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второго транзистора, а выход подключен к управляющему выводу регулирующего элемента и к коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения. The closest technical solution adopted for the prototype is the stabilizer given in / 1 /. Figure 1 shows a prototype diagram containing the first and second transistors, a control element connected between the input and output of the device, a current source connected to the common bus by the first output, and the second to the connection point of the emitters of the first and second transistors, a voltage divider included between the output of the device and the common bus, the output of which is connected to the base of the second transistor, a current repeater, the input of which is connected to the collector of the second transistor, and the output is connected to the control terminal of the control element and to the call to the first transistor, the base of the first transistor is connected to a reference voltage source.

Недостатком прототипа является сравнительно большой ток потребления. The disadvantage of the prototype is the relatively large current consumption.

Целью предлагаемого изобретения является снижение тока потребления устройства. The aim of the invention is to reduce the current consumption of the device.

Для достижения указанной цели в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй транзисторы, источник тока, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, делитель напряжения включенный между выходом устройства и общей шиной, выход которого подключен к базе второго транзистора, повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второго транзистора, а выход подключен к коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, третий транзистор базой подключен к точке соединения выхода повторителя тока и коллектора первого транзистора, четвертый транзистор, база которого подключена к эмиттеру третьего транзистора, а эмиттер соединен с выходом устройства, введены первый и второй диоды, пятый транзистор и усилитель напряжения, причем коллектор пятого транзистора подключен к точке соединения второго вывода источника тока и эмиттеров первого и второго транзисторов, эмиттер пятого транзистора подключен к общей шине, а его база подключена к выходу усилителя напряжения, первый диод катодом подключен к коллектору третьего транзистора, а анодом ко входу устройства, второй диод катодом подключен к коллектору четвертого транзистора, а анодом - ко входу устройства, инвертирующий вход усилителя напряжения подключен к точке соединения коллектора четвертого транзистора и катода второго диода, а неинвертирующий - к точке соединения коллектора третьего транзистора и катода первого диода. To achieve this goal, a DC voltage regulator containing the first and second transistors, a current source connected to the common bus with the first output and the second to the connection point of the emitters of the first and second transistors, a voltage divider connected between the output of the device and the common bus, the output of which is connected to the base of the second transistor, a current repeater whose input is connected to the collector of the second transistor, and the output is connected to the collector of the first transistor, the base of the first transistor is connected to the op voltage, the third transistor is connected by a base to the connection point of the output of the current repeater and the collector of the first transistor, the fourth transistor, the base of which is connected to the emitter of the third transistor, and the emitter is connected to the output of the device, the first and second diodes, the fifth transistor, and the voltage amplifier are introduced, and the collector the fifth transistor is connected to the connection point of the second terminal of the current source and the emitters of the first and second transistors, the emitter of the fifth transistor is connected to a common bus, and its base is connected to the output to the voltage amplifier, the first diode is connected by a cathode to the collector of the third transistor, and the anode to the input of the device, the second diode is connected by the cathode to the collector of the fourth transistor, and by the anode to the device input, the inverting input of the voltage amplifier is connected to the junction point of the collector of the fourth transistor and the cathode of the second diode and non-inverting - to the junction point of the collector of the third transistor and the cathode of the first diode.

Заявляемый стабилизатор постоянного напряжения (фиг.2) содержит первый транзистор 1, к базе которого подключен источник опорного напряжения, второй транзистор 2, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 1, третий транзистор 8, базой подключенный к коллектору транзистора 1, четвертый транзистор 3, эмиттер которого подключен к выходу устройства, а база - к эмиттеру транзистора 8, повторитель тока 5, вход которого соединен с коллектором транзистора 2, а выход подключен к точке соединения коллектора транзистора 1 и базы транзистора 8, источник тока 4, первым выводом подключенный к точке соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2, а вторым - к общей шине, делитель напряжения, состоящий из резисторов 6 и 7, включенный между выходом устройства и общей шиной, выход которого подключен к базе транзистора 2, первый диод 9, анодом соединенный со входом устройства, а катодом подключенный к коллектору транзистора 8, второй диод 10, анодом соединенный со входом устройства, а катодом подключенный к коллектору 3, усилитель напряжения 11, неинвертирующий вход которого подключен к токе соединения коллектора транзистора 8 и катодом диода 9, инвертирующий вход - к точке соединения входа регулирующего элемента 3 и катодом диода 10, пятый транзистор 12, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор - к точке соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2 и первого вывода источника тока 6, а база соединена с выходом усилителя напряжения 11. The inventive DC voltage stabilizer (figure 2) contains a first transistor 1, to the base of which a reference voltage source is connected, a second transistor 2, the emitter of which is connected to the emitter of the transistor 1, the third transistor 8, the base connected to the collector of the transistor 1, the fourth transistor 3, the emitter which is connected to the output of the device, and the base to the emitter of transistor 8, the current repeater 5, the input of which is connected to the collector of transistor 2, and the output is connected to the connection point of the collector of transistor 1 and the base of transistor 8, source current nickname 4, the first output connected to the connection point of the emitters of transistors 1 and 2, and the second to the common bus, a voltage divider consisting of resistors 6 and 7, connected between the output of the device and the common bus, the output of which is connected to the base of transistor 2, the first a diode 9, an anode connected to the input of the device, and a cathode connected to the collector of the transistor 8, a second diode 10, an anode connected to the input of the device, and a cathode connected to the collector 3, a voltage amplifier 11, the non-inverting input of which is connected to the call connection current the ctor of transistor 8 and the cathode of the diode 9, the inverting input to the connection point of the input of the regulating element 3 and the cathode of the diode 10, the fifth transistor 12, the emitter of which is connected to a common bus, the collector to the connection point of the emitters of transistors 1 and 2 and the first output of the current source 6 , and the base is connected to the output of the voltage amplifier 11.

Заявляемый стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. The inventive DC voltage stabilizer operates as follows.

Предположим, что вследствие увеличения тока нагрузки выходное напряжение снизилось, тогда транзистор 2 призакроется, а транзистор 1 приоткроется, в результате в базу транзистора 8 потечет больший ток, который усилит возникшее приращение и передаст его на базу транзистора 3. Ток эмиттера транзистора 3 увеличится и компенсирует возникшее возмущение в цепи нагрузки. Suppose that, due to an increase in the load current, the output voltage decreases, then transistor 2 closes, and transistor 1 opens slightly, as a result, a larger current flows into the base of transistor 8, which amplifies the resulting increment and transfers it to the base of transistor 3. The emitter current of transistor 3 will increase and compensate disturbance in the load circuit.

В схеме прототипа ток потребления при нулевом токе нагрузки можно найти по формуле:
Iпот= I0+Iд, (1)
где Iд - ток, протекающий через делитель напряжения;
I0 - ток источника тока 4.In the prototype circuit, the current consumption at zero load current can be found by the formula:
I sweat = I 0 + I d , (1)
where I d is the current flowing through the voltage divider;
I 0 - current of the current source 4.

Током делителя обычно можно пренебречь, поэтому определяющим является ток источника тока 4, который выбирается исходя из условия обеспечения работоспособности схемы при максимальном токе нагрузки и может быть определен по формуле:

Figure 00000002

где Iн. max -максимальный ток нагрузки;
βРЭ1.min - минимальный коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером оконечного транзистора регулирующего элемента;
βРЭ2 - коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером другого транзистора регулирующего элемента;
Кповт - коэффициент передачи повторителя тока 5;
α2 - коэффициент передачи тока второго транзистора в схеме с общей базой.The current of the divider can usually be neglected, therefore, the determining factor is the current of the current source 4, which is selected based on the condition of ensuring the operability of the circuit at the maximum load current and can be determined by the formula:
Figure 00000002

where I n. max is the maximum load current;
β РЭ1.min - minimum current gain in the circuit with a common emitter of the terminal transistor of the control element;
β RE2 - current gain in the circuit with a common emitter of another transistor of the regulatory element;
To rep - transfer ratio of the current repeater 5;
α 2 - current transfer coefficient of the second transistor in a circuit with a common base.

Для мощных транзисторов коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером (β) изменяется в десятки, а иногда и сотни раз при изменении тока эмиттера и напряжения коллектор - эмиттер, кроме того, β зависит и от температуры, тогда для обеспечения работоспособности схемы необходимо выбирать ток источника тока 4, исходя из минимального β оконечного транзистора регулирующего элемента при максимальном токе нагрузки, как показано в выражении (2). For high-power transistors, the current gain in a circuit with a common emitter (β) changes dozens, and sometimes hundreds of times, when the emitter current and collector-emitter voltage change, in addition, β also depends on temperature, then to ensure the operability of the circuit, it is necessary to choose a current current source 4, based on the minimum β terminal transistor of the control element at the maximum load current, as shown in expression (2).

Для заявляемой схемы
Iпот=I0+Iд+IК12, (3)
где IК12 - ток коллектора транзистора 12.For the claimed scheme
I sweat = I 0 + I d + I K12 , (3)
where I K12 is the collector current of the transistor 12.

Как и для прототипа, током делителя в заявляемой схеме можно пренебречь. Оставшаяся сумма токов источника тока 4 и коллектора транзистора 12 определяется из следующего выражения:

Figure 00000003

где βi - коэффициент передачи тока для i-го транзистора в схеме с общим эмиттером.As for the prototype, the current divider in the inventive circuit can be neglected. The remaining sum of the currents of the current source 4 and the collector of the transistor 12 is determined from the following expression:
Figure 00000003

where β i is the current transfer coefficient for the i-th transistor in a circuit with a common emitter.

Ток коллектора транзистора 12 можно найти по следующей формуле:

Figure 00000004

где 1S12 - тепловой ток насыщения транзистора 12;
КU - коэффициент усиления по напряжению усилителя 11.The collector current of transistor 12 can be found by the following formula:
Figure 00000004

where 1 S12 - thermal saturation current of the transistor 12;
To U is the voltage gain of the amplifier 11.

Подставив выражение 5 в 4 и преобразовав, получим:

Figure 00000005

Как и для прототипа, ток источника тока 4 выбирается исходя из обеспечения работоспособности схемы при максимальном токе нагрузки.Substituting the expression 5 into 4 and transforming, we get:
Figure 00000005

As for the prototype, the current of the current source 4 is selected based on ensuring the operability of the circuit at the maximum load current.

В заявляемой схеме при уменьшении β3 увеличивается ток коллектора транзистора 8, в результате разность между падением напряжения на диоде 10 и 9 уменьшается, полученное приращение передается с усилением через усилитель напряжения 11 на базу транзистора 12, в результате ток коллектора транзистора 12 увеличивается. Приращение тока передается на базу транзистора 8, обеспечивая необходимый ток базы транзистора 3. Таким образом, в заявляемой схеме ток источника тока 4 выбирается исходя из максимального значения β3:

Figure 00000006

Исходя из выше сказанного, ток потребления для заявляемого устройства можно найти из следующего выражения:
Figure 00000007

При максимальном β3 выражение 8 примет вид:
Figure 00000008

Из выражения 1 и 2, для прототипа ток потребления находится из формулы:
Figure 00000009

Из сравнения выражений 9 и 10 видно, что при максимальном коэффициенте передачи тока оконечного транзистора регулирующего элемента при прочих равных условиях ток потребления меньше у заявляемой схемы.In the claimed circuit, when β 3 decreases, the collector current of the transistor 8 increases, as a result, the difference between the voltage drop across the diode 10 and 9 decreases, the resulting increment is transmitted with amplification through the voltage amplifier 11 to the base of the transistor 12, as a result, the collector current of the transistor 12 increases. The current increment is transmitted to the base of the transistor 8, providing the necessary base current of the transistor 3. Thus, in the inventive circuit, the current of the current source 4 is selected based on the maximum value of β 3 :
Figure 00000006

Based on the foregoing, the current consumption for the inventive device can be found from the following expression:
Figure 00000007

At maximum β 3, expression 8 takes the form:
Figure 00000008

From the expression 1 and 2, for the prototype, the current consumption is found from the formula:
Figure 00000009

From a comparison of expressions 9 and 10 it can be seen that at the maximum current transfer coefficient of the terminal transistor of the regulating element, ceteris paribus, the current consumption is lower for the claimed circuit.

Таким образом, цель предлагаемого изобретения достигнута и преимущество предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения перед прототипом состоит в меньшем токе потребления. Thus, the aim of the invention is achieved and the advantage of the proposed DC voltage stabilizer over the prototype is a lower current consumption.

Литература
1. National Semiconductors Data Book 1984, p.243, F 145.Literature
1. National Semiconductors Data Book 1984, p. 243, F 145.

Claims (1)

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй транзисторы, источник тока, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, делитель напряжения, включенный между выходом стабилизатора и общей шиной, выход которого подключен к базе второго транзистора, повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второго транзистора, а выход подключен к коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к источнику опорного напряжения, третий транзистор базой подключен к точке соединения выхода повторителя тока и коллектора первого транзистора, четвертый транзистор, база которого подключена к эмиттеру третьего транзистора, а эмиттер соединен с выходом стабилизатора, отличающийся тем, что в стабилизатор введены первый и второй диоды, пятый транзистор и усилитель напряжения, причем коллектор пятого транзистора подключен к точке соединения второго вывода источника тока и эмиттеров первого и второго транзисторов, эмиттер пятого транзистора подключен к общей шине, а его база подключена к выходу усилителя напряжения, первый диод катодом подключен к коллектору третьего транзистора, а анодом - ко входу устройства, второй диод катодом подключен к коллектору четвертого транзистора, а анодом - ко входу устройства, инвертирующий вход усилителя напряжения подключен к точке соединения коллектора четвертого транзистора и катода второго диода, а неинвертирующий - к точке соединения коллектора третьего транзистора и катода первого диода. A DC voltage stabilizer containing the first and second transistors, a current source connected to the common bus with the first output and the second to the connection point of the emitters of the first and second transistors, a voltage divider connected between the output of the stabilizer and the common bus, the output of which is connected to the base of the second transistor , a current repeater whose input is connected to the collector of the second transistor, and the output is connected to the collector of the first transistor, the base of the first transistor is connected to a reference voltage source, the third the base transistor is connected to the connection point of the output of the current repeater and the collector of the first transistor, the fourth transistor, the base of which is connected to the emitter of the third transistor, and the emitter is connected to the output of the stabilizer, characterized in that the first and second diodes, the fifth transistor and the voltage amplifier are introduced into the stabilizer, moreover, the collector of the fifth transistor is connected to the connection point of the second output of the current source and the emitters of the first and second transistors, the emitter of the fifth transistor is connected to a common bus, and its base It is connected to the output of the voltage amplifier, the first diode is connected to the collector of the third transistor by the cathode, and the anode to the input of the device, the second diode is connected to the collector of the fourth transistor and the anode to the device input, the inverting input of the voltage amplifier is connected to the junction point of the collector of the fourth transistor and cathode of the second diode, and non-inverting to the junction point of the collector of the third transistor and the cathode of the first diode.
RU2002100748/09A 2002-01-08 2002-01-08 Constant voltage regulator RU2211477C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002100748/09A RU2211477C1 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Constant voltage regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002100748/09A RU2211477C1 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Constant voltage regulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2211477C1 true RU2211477C1 (en) 2003-08-27
RU2002100748A RU2002100748A (en) 2004-04-27

Family

ID=29246261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002100748/09A RU2211477C1 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Constant voltage regulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2211477C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464373C2 (en) * 2011-01-17 2012-10-20 Тарантин Сергей Анатольевич Device to determine coupling properties of road surface
RU2541915C1 (en) * 2014-03-18 2015-02-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Source of reference voltage determined through energy gap doubled width
CN110233572A (en) * 2019-07-11 2019-09-13 苏州华兴源创科技股份有限公司 A kind of constant pressure source and constant-voltage outputting method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
National Semiconductors Data Book, 1984, p.243, p.145. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464373C2 (en) * 2011-01-17 2012-10-20 Тарантин Сергей Анатольевич Device to determine coupling properties of road surface
RU2541915C1 (en) * 2014-03-18 2015-02-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Source of reference voltage determined through energy gap doubled width
CN110233572A (en) * 2019-07-11 2019-09-13 苏州华兴源创科技股份有限公司 A kind of constant pressure source and constant-voltage outputting method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101604173B (en) Low drop-out regulator
CN101101490A (en) Temperature compensation device
JPWO2006016456A1 (en) Circuit protection method, protection circuit and power supply device using the same
TW201013357A (en) Power regulators, electronic systems, and methods for converting input voltage to output voltage
CN115378413A (en) Control circuit and control method
RU2211477C1 (en) Constant voltage regulator
CN212278125U (en) Power supply control device and switching power supply system
US20110169551A1 (en) Temperature sensor and method
JP4083573B2 (en) High frequency amplifier
US6812778B1 (en) Compensating capacitive multiplier
CN112787505A (en) DC-DC converter and control circuit and control method thereof
KR102336113B1 (en) LDO Regulator With Source Follower Buffer
CN210123940U (en) Constant voltage source
RU2313819C1 (en) Constant voltage stabilizer
CN111198470B (en) Projection system, driving device and driving method
CN111796622A (en) Low ripple coefficient voltage stabilizing circuit
EP0918272A1 (en) Bias circuit for a voltage reference circuit
RU2772113C1 (en) Compensation voltage stabilizer
CN110262610A (en) A kind of linear voltage regulator of power tube
CN115102395B (en) Power adjusting circuit, voltage adjusting method and seabed observation network system
RU209200U1 (en) DC Voltage Stabilizer
SU1310788A2 (en) Two-stage d.c.voltage stabilizer
CN212229500U (en) Numerical control direct current source
RU2775059C1 (en) Method for constructing a constant voltage stabilizer
KR20120043586A (en) Ripple reduction circuit and power supply apparatus including the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040109