SU1728852A1 - Стабилизатор посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани  радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение стабильности выходного тока. Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 3, измерительный резистор 6, усилительный транзистор 2, операционный усилитель 1, источник опорного напр жени  4, режимный 7 и компенсирующий 8 резисторы. Подключенные параллельно цепи коллектор - эмиттер транзистора 3 цепочки из резистора 2 и резистора 8 и подключение точки соединени  резистора эмиттера транзистора 2 к базе транзистора З.дочки соединени  коллектора транзистора 2 и резистор 8 к инвертирующему входу усилител  1 позвол ет осуществить компенсирующую св зь по изменению тока через режимный резистор 7 при изменении сопротивлени  нагрузки или напр жени  питани  и тем самым повысить стабильность выходного тока. 1 ил, +U 0 (Л

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника стабильного тока в электронных устройствах различного назначени .

Известен стабилизатор тока, содержащий регулирующий бипол рный транзистор, база которого соединена с резистивно-диод- ным делителем опорного напр жени , а эмиттер и коллектор через соответствующие резисторы соединены с общей шиной и шиной питани .

Недостатком названного стабилизатора тока  вл етс  низка  стабильность выходного коллекторного тока регулирующего бипол рного транзистора.

Известен стабилизатор тока, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с источником опорного напр жени , и регулирующий бипол рный транзистор с резистором нагрузки в цепи коллектора и измерительным резистором в цепи эмиттера , причем база регулирующего бипол рного транзистора соединена с выходом операционного усилител , а эмиттер - с его инвертирующим входом.

Указанный стабилизатор тока обладает высокой стабильностью эмиттерного тока регулирующего бипол рного транзистора, но малой стабильностью выходного коллекторного тока. Мала  стабильность выходного тока обусловлена изменени ми базового тока регулирующего бипол рного транзистора вследствие изменени  напр жени  между выводами коллектор - эмиттер регулирующего транзистора при колебани х напр жени  питани  или изменени х сопротивлени  нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению  вл етс  стабилизатор тока, содержащий регулирующий и усилительный транзисторы противоположного типа проводимости, измерительный резистор,операционный усилитель и источник опорного напр жени , причем регулирующий транзистор подключен эмиттером к входной шине .:и  через измерительный резистор, коллектором - к выходной шине дл  подключени  заземленной нагрузки , базой - к эмиттеру усилительного транзистора, база и коллектор которого подключены соответственно к выходу и инвертирующему входу операционного усилител , неинвертирующий вход которого через источник опорного напр жени  соединен с входной шиной питани .

Известный стабилизатор тока обладает повышенной стабильностью выходного тока . Это достигнуто увеличением коэффициента передачи по току составного

бипол рного транзистора, образованного из регулирующего и усилительного транзисторов противоположного типов проводимости . Вследствие высокого значени 

коэффициента передачи по току уменьшена величина базового тока усилительного транзистора и снижено вли ние его изменений на величину выходного коллекторного ока регулирующего транзистора.

0 Однако в известном стабилизаторе тока сохран етс  вли ние изменени  коллекторного напр жени  на величину базового тока регулирующего транзистора, в результате чего колебани  напр жени  питани  или из5 менени  сопротивлени  нагрузки сопровождаютс  изменени ми выходного тока, обусловлива  его нестабильность.

Целью изобретени   вл етс  повыше0 ние стабильности выходного тока.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известный стабилизатор тока, содержащий регулирующий и усилительный транзисторы противоположного типа проводимости, из5 мерительный резистор, операционный усилитель и источник опорного напр жени , причем регулирующий транзистор подключен эмиттером к входной шине питани  через измерительный резистор, коллектором

0 - к выходной шине дл  подключени  заземленной нагрузки, базой - к эмиттеру усилительного транзистора, база и коллектор которого подключены соответственно к выходу и инвертирующему входу операционного

5 усилител , неинвертирующий вход которого через источник опорного напр жени  соединен с входной шиной питани , введены режимный резистор, включенный между коллектором и базой регулирующего транзи0 стора, и компенсирующий резистор, включенный между коллектором усилительного и эмиттером регулирующего транзисторов.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого

5 стабилизатора тока.

Стабилизатор тока содержит операционный усилитель 1, усилительный бипол рный транзистор 2 n-p-n-типа проводимости, регулирующий бипол рный транзистор 3 п-р-п0 типа проводимости, источник 4 опорного напр жени , представл ющий собой, в частном случае, резистивный делитель напр жени  питани . Неинвертирующий вход операционного усилител  1 через источник

5 4 опорного напр жени  соединен с входной шиной питани  +. Регулирующий транзистор 3 коллектором подключен к выходной шине Вых. с резистором 5 заземленной нагрузки, эмиттером через измерительный резистор б - к входной шине питани  +, базой - к эмиттеру усилительного транзистора 2. База и коллектор усилительного транзистора 2 подключены соответственно к выходу и инвертирующему входу операционного усилител  1. Между коллектором и базой регулирующего транзистора 3 включен компенсирующий резистор 8.

Стабилизаци  выходного тока осуществл етс  следующим образом.

При уменьшении сопротивлени  резистора 5 заземленной нагрузки увеличиваетс  эмиттерный ток усилительного транзистора 2, так как его эмиттер соединен с резистором 5 заземленной нагрузки через режимный резистор 7. Увеличение эмиттерного тока усилительного транзистора 2 сопровождаетс  увеличением его коллекторного тока, протекающего через последовательно соединенные компенсирующий 8 и измерительный 6 резисторы.

Увеличение коллекторного тока усилительного транзистора 2 приводит к увеличению падени  напр жени  на компенсирующем резисторе 8 и суммированию его с напр жением отрицательной обратной св зи, действующим на измерительном резисторе 6. Дополнительное напр жение отрицательной обратной св зи, возникающее на компенсирующем резисторе 8, поступает на инвертирующий вход операционного усилител  1. В результате действи  дополнительной отрицательной обратной св зи уменьшаетс  коэффициент передачи опорного напр жени  с инвертирующего входа операционного усилител  1 на эмиттер регулирующего транзистора 3. Вследствие этого снижаетс  величина опорного напр жени , действующего на измерительном резисторе 6, что приводит к уменьшению тока, протекающего через этот резистор. Так как через измерительный резистор б протекает в основном эмиттерный ток регулирующего транзистора 3, действие дополнительного напр жени  отрицательной обратной св зи приводит к уменьшению тока эмиттера регулирующего транзистора 3. Уменьшение тока эмиттера регулирующего транзистор 3 вызывает уменьшение его коллекторного тока.

Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе тока при уменьшении сопротивлени  резистора 5 заземленной нагрузки одновременно протекают два процесса, вызывающих противоположные по знаку изменени  выходного коллекторного тока регулирующего транзистора 3. Уменьшение сопротивлени  резистора 5 заземленной нагрузки сопровождаетс  уменьшением тока базы регулирующего транзистора 3, вызывающего увеличение его коллекторного тока, ростом коллекторного тока усилительного транзистора 2 и увеличением напр жени  отрицательной обратной св зи на компенсирующем резисторе 8, вызывающим

уменьшение эмиттерного и коллекторного токов регулирующего транзистора 3.

Аналогичные процессы, но с другим знаком, происход т в предлагаемом стабилизаторе тока при увеличении сопротивле0 ни  резистора 5 заземленной нагрузки. Вследствие этого осуществл етс  компенсаци  изменени  тока базы регулирующего транзистора 3 соответствующим изменением его эмиттерного тока, чем достигаетс 

5 стабилизаци  выходного тока при изменени х сопротивлени  нагрузки.

Подобным образом осуществл етс  стабилизаци  выходного тока и при колебани х напр жени  питани /Так, увеличение

0 напр жени  питани  + сопровождаетс  увеличением коллекторных токов усилительного транзистора 2 и регулирующего транзистора 3. Увеличение коллекторного тока усилительного транзистора 2 вызывает

5 увеличение напр жени  отрицательной обратной св зи на компенсирующем резисторе 8, что сопровождаетс  уменьшением коллекторного тока регулирующего транзистора 3. В результате противоположные по

0 знаку изменени  коллекторного тока регулирующего транзистора 3 компенсируютс , что обеспечивает стабилизацию выходного тока при колебани х напр жени  питани . Коллекторный ток усилительного транзисто5 ра 2 сравним по величине с током базы регулирующего транзистора 3 и определ етс  величиной сопротивлени  режимного резистора 7. Последний имеет высокое сопротивление , чем обеспечиваетс  малый

0 коллекторный ток усилительного транзистора 2 и уменьшаетс  шунтирующее вли ние эмиттерного выхода усилительного транзистора 2 на высокоомный коллекторный выход регулирующего транзистора 3.

5Величина дополнительного напр жени 

отрицательной обратной св зи определ етс  величиной сопротивлени  компенсирующего резистора 8. Выбором сопротивлени  компенсирующего резистора 8 осуществл етс 

0 регулировка степени компенсации изменени  тока базы регулирующего транзистора 3 и стабильности его коллекторого тока.

В опытных образцах стабилизатора тока, изготовленных в научно-исследовательской

5 лаборатории Минского радиотехнического института, использовались следующие элементы: операционный усилитель 1 К140УД7, усилительный транзистор 2 КТ325Б, регулирующий транзистор 3 КТ825Г, резистор 5 заземленной нагрузки, измерительный резистор 6 ПХВ-7,5 1,0 Ом, режимный резиcrop 7 МЛТ-0,25 10 кОм, компенсирующий резистор 8 МЛТ-0,25 220м, напр жение источника питани  10В.

Максимальный ток стабилизации составл л 2 А. Опытные образцы стабилизатора тока использовались в качестве источника стабилизированного тока при контроле металлизации многослойных печатных плат.

Дл  проверки эффективности предлагаемого стабилизатора тока проводилось сопоставление его с аналогичным известным стабилизатором тока. В частности, в предлагаемом стабилизаторе тока при изменении сопротивлени  нагрузки на 10% изменение выходного тока составило пор дка . В известном стабилизаторе тока (режимный резистор 7 удален, компенсирующий резистор 8 закорочен) изменение выходного тока составило примерно , что на пор док хуже.

Таким образом, предлагаемое техническое решение стабилизатора тока позвол ет повысить стабильность выходного тока,

Ф о р му л а и з о.б р ете н и   Стабилизатор посто нного тока, содержащий регулирующий и усилительный транзисторы противоположного типа проводимости,

измерительный резистор, операционный усилитель и источник опорного напр жени , причем регулирующий транзистор подключен эмиттером к входной шине питани  через измерительный резистор, коллектором - к выходной шине дл  подключени  заземленной нагрузки, базой - к эмиттеру усилительного транзистора, база и коллектор которого подключены соответственно к выходу и инвертирующему входу операционного усилител , неинвертирующий вход которого через источник опорного напр жени  соединен с входной шиной питани , о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности выходного тока, введены

режимный резистор, включенный между коллектором и базой регулирующего транзистора , и компенсирующий резистор, включенный между коллектором усилительного и эмиттером регулирующего транзисторов .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий и усилительный транзисторы противоположного типа проводимости, измерительный резистор, операционный усилитель и источник опорного напряжения, причем регулирующий транзистор подключен эмиттером к входной шине питания через измерительный резистор, коллектором - к выходной шине для подключения заземленной нагрузки, базой - к эмиттеру усилительного транзистора, база и коллектор которого подключены соответственно к выходу и инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через источник опорного напряжения соединен с входной шиной питания, о тличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного тока, введены режимный резистор, включенный между коллектором и базой регулирующего транзистора, и компенсирующий резистор, включенный между коллектором усилительного и эмиттером регулирующего транзи5 сторов.

   Составитель Г.Машара Редактор И.Горная Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

   Заказ 1408 Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101