RU2727713C1 - Стабилизатор напряжения питания электронных схем - Google Patents

Стабилизатор напряжения питания электронных схем Download PDF

Info

Publication number
RU2727713C1
RU2727713C1 RU2019143880A RU2019143880A RU2727713C1 RU 2727713 C1 RU2727713 C1 RU 2727713C1 RU 2019143880 A RU2019143880 A RU 2019143880A RU 2019143880 A RU2019143880 A RU 2019143880A RU 2727713 C1 RU2727713 C1 RU 2727713C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
resistor
field
bipolar transistor
source
Prior art date
Application number
RU2019143880A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Васильевич Тарасов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2019143880A priority Critical patent/RU2727713C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2727713C1 publication Critical patent/RU2727713C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве стабилизатора напряжения питания при создании микромощных электронных схем с автономным электропитанием. Технический результат - упрощение устройства при повышении КПД. В стабилизаторе напряжения питания электронных схем, содержащем регулирующий биполярный транзистор в виде эмиттерного повторителя, коллектор которого подключен к потенциальному выходу нестабильного источника напряжения, полевой транзистор с р-n-переходом и одинаковой с биполярным транзистором проводимостью канала, сток которого соединен с коллектором регулирующего транзистора, потенциометр в виде двух последовательно соединенных резисторов, при этом свободный вывод первого резистора присоединен к базе регулирующего транзистора, и нагрузку, включенную между эмиттером биполярного транзистора и общей шиной источника, исток полевого транзистора подключен к точке соединения базы биполярного транзистора и первого резистора, затвор полевого транзистора подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а свободный вывод второго резистора соединен с общей шиной через два последовательно включенных в прямом направлении полупроводниковых диода. 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве стабилизатора напряжения питания при создании микромощных электронных схем с автономным электропитанием.
Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный по схеме эмиттерного повторителя, к базе которого подключен источник опорного напряжения, состоящий из резистора и стабилитрона [Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. - Изд 2-е М.: Издательство БИНОМ, - 2014. - 704 с., ил., стр. 76 рис. 2.12,]. Вследствие значительных потерь мощности на стабилитроне такой стабилизатор оказывается не приемлемым для использования в микромощных электронных устройствах с автономным электропитанием.
Известен также стабилизатор тока [Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. - Изд 2-е М.: Издательство БИНОМ, - 2014. - 704 с., ил., стр. 135 рис. 3.16, стр. 136 рис. 3.19], содержащий полевой транзистор с р-n переходом, в котором сток подключен через нагрузку к потенциальному выходу нестабильного источника напряжения, к истоку подключен резистор, а второй вывод резистора и затвор транзистора соединены с общей шиной источника. При этом величина стабилизируемого тока определяется характеристикой полевого транзистора, что сужает область его использования.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является стабилизатор постоянного напряжения [SU А.С. №1129594 Стабилизатор постоянного напряжения.], содержащий включенный в силовую цепь регулирующий транзистор, узел обратной связи, входы которого подключены к выходному выводу и общей шине, а выход к базе регулирующего транзистора и через регулируемый двухполюсник к входному выводу, причем регулируемый двухполюсник выполнен в виде параллельно соединенных потенциометра и λ-транзистора, состоящего из двух включенных последовательно полевых транзисторов разного типа проводимости, при этом сток первого транзистора подключен к входному выводу, затвор первого транзистора соединен со стоком второго транзистора и базой регулирующего транзистора, затвор второго транзистора является управляющим выводом λ-транзистора и подключен к средней точке потенциометра, крайние выводы которого подключены между входным выводом и базой регулирующего транзистора.
Однако известный стабилизатор напряжения имеет сложную схему.
Технический результат предлагаемого решения заключается в упрощении схемы при одновременном повышении КПД.
Технический результат достигается тем, что в стабилизаторе напряжения, содержащем регулирующий биполярный транзистор в виде эмиттерного повторителя, коллектор которого подключен к потенциальному выходу нестабильного источника напряжения, полевой транзистор с р-n переходом и одинаковой с биполярным транзистором проводимостью канала, сток которого соединен с коллектором регулирующего транзистора, потенциометр в виде двух последовательно соединенных резисторов, при этом свободный вывод первого резистора присоединен к базе регулирующего транзистора и нагрузку, включенную между эмиттером биполярного транзистора и общей шиной источника, исток полевого транзистора подключен к точке соединения базы регулирующего транзистора и первого резистора, затвор полевого транзистора подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а свободный вывод второго резистора соединен с общей шиной через два последовательно включенных в прямом направлении полупроводниковых диода.
Новым качеством, необнаруженным в патентной и научно-технической литературе, является то, что в заявленном устройстве источником тока базы регулирующего биполярного транзистора служит полевой транзистор с р-n переходом и одинаковой с биполярным транзистором проводимостью канала, между истоком и затвором которого включен первый резистор, величина стабилизированного выходного напряжения устанавливается вторым резистором, а включенные последовательно с ним диоды обеспечивают стабильность выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды.
На фиг. 1 представлена схема стабилизатора напряжения.
Стабилизатор напряжения содержит источник нестабильного напряжения положительной полярности 1, полевой транзистор с р-n переходом и n-каналом 2, первый резистор 3, второй резистор 4, диоды 5, 6, биполярный транзистор 7, и сопротивление нагрузки 8.
Стабилизатор напряжения работает следующим образом. При увеличении напряжения источника 1 полевой транзистор 2 с резистором 3 работает как стабилизатор тока базы регулирующего транзистора. Поскольку регулирующий транзистор 7 включен по схеме эмиттерного повторителя, за счет отрицательной обратной связи при постоянном токе базы величина изменения напряжения в нагрузке 8 оказывается существенно меньше величины прироста напряжения источника и, таким образом, осуществляется стабилизация уровня выходного напряжения.
Максимальная величина выходного напряжения стабилизатора при минимальном напряжении источника может быть только такой, чтобы их разность поддерживала полевой и биполярный транзисторы в активном режиме.
Исходя из требуемой величины выходного напряжения стабилизатора и тока нагрузки по коэффициенту усиления биполярного транзистора определяется его ток базы и необходимое напряжение на базе. Величины резисторов 3, 4 выбираются таким образом, чтобы ток делителя был существенно меньше расчетного тока базы. При минимально возможном напряжении источника подбирается величина первого резистора 3 таким образом, чтобы при увеличении напряжения источника изменение уровня напряжения на истоке полевого транзистора и, соответственно, на базе биполярного транзистора не превышало плюс 5% от первоначальной величины. При этом величина напряжения между истоком и затвором является напряжением отсечки полевого транзистора, которое определяется суммой тока базы биполярного транзистора и тока резисторного делителя. Как правило, эта величина напряжения оказывается недостаточной для открытия биполярного транзистора, поэтому для установки необходимого напряжения в нагрузке служат два последовательно включенных диода 5, 6 и второй резистор 4.
При понижении температуры окружающей среды увеличивается напряжение база-эмиттер на регулирующем транзисторе 7, что при постоянном напряжении на базе приводит к падению уровня выходного напряжения. Однако одновременное увеличение напряжения на диодах 5.6 при постоянном токе делителя увеличивает напряжение на базе регулирующего транзистора и тем самым компенсируется негативное изменение уровня напряжения в нагрузке.
При повышении температуры окружающей среды происходит противоположный процесс изменения уровней напряжений, что также снижает негативное влияние температуры на уровень напряжения в нагрузке.
Поскольку в предложенном стабилизаторе ток в нагрузке является током эмиттера регулирующего транзистора, который включает в себя также ток базы, ток источника превышает ток в нагрузке на величину тока резисторного делителя. Таким образом, под коэффициентом полезного действия следует понимать отношение тока в нагрузке к сумме токов нагрузки и резисторного делителя.
В таблице приведены результаты работы стабилизатора напряжения, собранного по вышеприведенной схеме, где используется полевой транзистор с р-n переходом и n-каналом типа 2П302Б1/ДА АЕЯР.432140.510 ТУ, кремниевый планарный n-p-n транзистор 2Т653Б aA0.339.307 ТУ, диоды 2ДС523ВР ТТ3.362.143ТУ Дополнение №2, сопротивление нагрузки 110 Ом.
Figure 00000001
Увеличение тока базы регулирующего транзистора при отрицательной температуре вызвано снижением коэффициента передачи по току базы.

Claims (1)

  1. Стабилизатор напряжения питания электронных схем, содержащий регулирующий биполярный транзистор в виде эмиттерного повторителя, коллектор которого подключен к потенциальному выходу нестабильного источника напряжения, полевой транзистор с р-n-переходом и одинаковой с биполярным транзистором проводимостью канала, сток которого соединен с коллектором регулирующего транзистора, потенциометр в виде двух последовательно соединенных резисторов, при этом свободный вывод первого резистора присоединен к базе регулирующего транзистора, и нагрузку, включенную между эмиттером биполярного транзистора и общей шиной источника, отличающийся тем, что исток полевого транзистора подключен к точке соединения базы биполярного транзистора и первого резистора, затвор полевого транзистора подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а свободный вывод второго резистора соединен с общей шиной через два последовательно включенных в прямом направлении полупроводниковых диода.
RU2019143880A 2019-12-23 2019-12-23 Стабилизатор напряжения питания электронных схем RU2727713C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143880A RU2727713C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 Стабилизатор напряжения питания электронных схем

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143880A RU2727713C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 Стабилизатор напряжения питания электронных схем

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727713C1 true RU2727713C1 (ru) 2020-07-23

Family

ID=71741447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019143880A RU2727713C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 Стабилизатор напряжения питания электронных схем

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727713C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767990C1 (ru) * 2021-10-06 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный аграрный университет» Стабилизатор напряжения питания электронных схем

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU638946A1 (ru) * 1977-09-12 1978-12-25 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Охраны Труда Вцспс Параметрический стабилизатор посто нного напр жени
JPS5523515A (en) * 1978-08-02 1980-02-20 Fujitsu Ltd Electronic circuit
SU1129594A1 (ru) * 1983-08-24 1984-12-15 Chemerisov Boris Стабилизатор посто нного напр жени
SU1418681A1 (ru) * 1986-12-30 1988-08-23 Предприятие П/Я В-8921 Параметрический стабилизатор напр жени

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU638946A1 (ru) * 1977-09-12 1978-12-25 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Охраны Труда Вцспс Параметрический стабилизатор посто нного напр жени
JPS5523515A (en) * 1978-08-02 1980-02-20 Fujitsu Ltd Electronic circuit
SU1129594A1 (ru) * 1983-08-24 1984-12-15 Chemerisov Boris Стабилизатор посто нного напр жени
SU1418681A1 (ru) * 1986-12-30 1988-08-23 Предприятие П/Я В-8921 Параметрический стабилизатор напр жени

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767990C1 (ru) * 2021-10-06 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный аграрный университет» Стабилизатор напряжения питания электронных схем

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2751550A (en) Current supply apparatus
US3303413A (en) Current regulator
US9081404B2 (en) Voltage regulator having input stage and current mirror
SU528894A3 (ru) Усилитель тока
US7893681B2 (en) Electronic circuit
RU2755670C1 (ru) Стабилизатор напряжения питания электронных схем
RU2727713C1 (ru) Стабилизатор напряжения питания электронных схем
US9448575B2 (en) Bipolar transistor adjustable shunt regulator circuit
CN112882528B (zh) 负载开关的控制电路
EP0104752B1 (en) A bias voltage supply circuit
RU2771355C1 (ru) Стабилизатор напряжения питания электронных схем
RU2767990C1 (ru) Стабилизатор напряжения питания электронных схем
RU2772113C1 (ru) Компенсационный стабилизатор напряжения
CN114764125A (zh) 低压差线性稳压器的测试装置
RU165174U1 (ru) Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения
RU2772574C1 (ru) Стабилизатор напряжения питания электронных схем
US9654074B2 (en) Variable gain amplifier circuit, controller of main amplifier and associated control method
RU162000U1 (ru) Стабилизатор постоянного напряжения
JP2016143279A (ja) 過熱検出回路及び電源装置
RU2795282C1 (ru) Электронный стабилизатор постоянного напряжения
RU209200U1 (ru) Стабилизатор постоянного напряжения
CN219159233U (zh) 一种风扇的调速控制电路及散热装置
TWI426369B (zh) 穩壓電路
RU191748U1 (ru) Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения
RU161999U1 (ru) Стабилизатор постоянного напряжения