SU690463A1 - Транзисторный стабилизатор напр жени посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности, к источникам питанц  и может быть исполЕэЗовано дл  питани  различных радиотехнических устройств.

Известны транзисторные стабилизаторы напр жени  посто нного тока, содержащие включенный последовательно в выходную цепь регулирующий транзистор 1.

Наиболее близким рещением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  транзисторный стабилизатор напр жени  посто нного тока, содержащий включенный последовательно в выходную цепь регулирующий транзистор, баз.ой соединенный с коллектором усилительного транзистора, который соединен через первый токостабилизирующий двухполюсник с одним входным выводом, база усилительного транзистора соединена с выходом резисторного делител  напр жени , включенного между выходными выводами, а его эмиттер соединен с опорным элементом , другим выводом соединенным с общей щиной и второй токостабилизирующий двухполюсник с выходным транзистором, коллектор которого соединен с указанным опорным элементом, эталонным резистором, включенным в цепь эмиттера выходного транзистора , и источником опорного напр жени  2.

Недостатком известного стабилизатора

напр жени   вл етс  то, что при широком диапазоне изменени  входного напр жени , тока нагрузки и температуры не обеспечивает достаточно высокой стабилизации напр жени .

Целью изобретени   вл етс  улучшение

точности стабилизации напр жени  при изменени х в широком диапазоне входного напр жени  и тока нагрузки.

Дл  этого транзисторный стабилизатор напр жени  посто нного тока, содержащий

включенный последовательно в выходную цепь регулирующий транзистор, базой соединенный с коллектором усилительного транзистора, который соединен через первый токостабилизирующий двухполюсник с одним входным выводом, база усилительного транзистора соединена с выходом резисторного делител  напр жени , включенного между выходными выводами, а его эмиттер соединен с опорным элементом, другим выодом соединенным с общей шиной, и второй окостабилизирующий двухполюсник с выодным транзистором, коллектор которого оединен с указанным опорным элементом, талонным резистором, включенным в цепь миттера выходного транзистора, и источикочопорного напр жени , в качестве опорого элемента использован резистор, а во тором токостабилизирующем двухполюсние между опорным источником и указанным з входных выводов включен вновь введенный первый резистор, обща  точка которого с указанным источником опорного напр жени  соединена с коллектором регулирующего транзистора, а между эталонным резистором и эмиттером выходного транистора второго токостабилизирующего двухполюсника включен вновь введенный термочувствительный элемент, причем обща  точка эталонного резистора и термочувствительного элемента через второй вновь введенный резистор соединена с другим входным выводом.

На чертеже представлен стабилизатор, принципиальна  электрическа  схема.

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, базой соединенный с коллектором усилительного транзистора 2 и первым токостабилизирующим двухполюсником 3 и с выходом резисторного делител  .4 напр жени , а эмиттер - с опорным элементом на резисторе 5, соединенном с коллектором выходного транзистора 6 второго токостабилизирующего двухполюсника 7 с источником опорного напр жени  на стабилитроне 8 и резисторе 9, эталонном резисторе 10, термочувствительном элементе 11 и резисторах 12- 13.

Падение напр жени  на резисторе 5 используетс  как опорное. Резистор 12 улучшает стабилизацию напр жени , вносимую вли нием тока нагрузки . Резистор 13 улучшает стабилизацию напр жени , вносимую изменением входного напр жени . Термочувствительный элемент 11 улучшает и расщир ет возможность термостабилизации . Схема может быть использована как дл  стабилизации низкого напр жени  (ниже 2 В), так и дл  более высоких напр жений. В стабилизаторах напр жени  выше 5 В резистор 5 можно включать последовательно со стабилитроном, второй выполн ет роль опорного напр жени  (ца чертеже не показано).

При увеличении входного напр жени  ток через регулирующий транзистор 1 и вь1ходное напр жение несколько увеличиваетс . Увеличение выходного напр жени  приводит к увеличению падени  напр жени  на резис орном делителе 4 и к увеличению напр жени  база-эмиттер усилительного транзистора 2, который приоткрыва сь , несколько увеличивает ток через резистор 5, увеличива  тем самым несколько опорное напр жение. Увеличение эмиттерноГО тока усилительного транзистора 2, следовательно , и коллекторного, вызовет уменьщение тока базы регулирующего транзистора 1, который подзакроетс  и уменьщит выходное напр жение, но напр жение на выходе в этом случае будет несколько выше первоначального напр жени  за счет статической ошибки и за счет увеличени  опорного напр жени . В предлагаемом стабилизаторе резистор 5 (опорное напр жение) обтекаетс  двум  токами: током эмиттера усилительного транзистора 2 и стабилизированным током (коллекторным током выходного транзистора 6). Увеличение эмиттерного тока усилительного транзистора 2, протекающего через резистор 5, компенсируетс  уменьшением коллекторного тока выходного тран зистора 6. .

Наклон вольт-амперной характеристики второго токостабилизирующего двухполюсника 7 можно выбрать таким, чтобы пол ,ностью исключить зависимость выходного

0 напр жени  стабилизатора напр жени  от вли ни  на него изменени  входного напр жени . Это достигаетс  тем, что по резистору 10 протекает два тока: ток эмиттера выходного транзистора 6 и ток резистора 13. Протека  через резистор 10, составл юща  тока вызывает нодзакрытие выходного транзистора 6 и уменьшение тока его коллектора . Величиной тока через резистор 13 выбираетс  нужный наклон указанной вольт0 амперной характеристики, так как составл юща  тока через резистор 13 пр мо пропорциональна входному напр жению, то стабильность выходного напр жени  стабилизатора сохран етс  при широком диапазоне изменени  выходного напр жени . При уменьшении входного напр жени  схема ра ботает аналогично, но в обратном пор дке.

При увеличении тока нагрузки напр жение на выходе уменьшаетс , усилительный транзистор 2 призакрываетс , ток эмиттера

0 усилительного транзистора 2 уменьшаетс , ток базы регулирующего транзистора 1 увеличиваетс , регулирующий транзистор 1 приот рываетс , напр жение на выходе стабилизатора увеличиваетс . Но напр жение на выходе устанавливаетс  несколько меньшей

величины за счет статической ошибки регулировани  и уменьшени  опорного напр жени , вызванного уменьшением тока эмиттера усилительного транзистора 2. Этим недостатком обладают все известные стабилизаторы напр жени . Исключение этого недостатка достигаетс  включением резистора 12 последовательно со стабилитроном 8. Включение этого резистора позвол ет измен ть наклон указанной вольт-амперной характеристики .

Claims (2)

1. 5 При увеличении тока нагрузки стабилизатора напр жени  возрастает опорное напр жение , что приводит к увеличению тока выходного транзистора 9, опорного напр жени  на резисторе 5 и, следовательно, к повышению напр жени  на выходе стабилизатора напр жени . Оказываетс  возможным подбором сопротивлени  резистора 12 полностью исключить нестабильность выходного напр жени  от изменени  в широком диапазоне тока нагрузки. Это объ сн етс  тем, что увеличение опорного напр жени  стабилизатора напр жени  пропорционально току нагрузки, протекаюш,ему по резистору 12. В стабилизаторе напр жени  имеютс  дополнительные возможности осуществл ть термокомпенсацию; например, включением термочувствительных элементов (диодов, терморезисторов) в эмиттерную цепь выходного транзистора 9 или применением термочувствительного элемента 11 с требуемым температурным коэффициентом. Таким образом возможно создание высокостабильных стабилизаторов напр жени , не завис щих от вли ни  изменени  входного напр жени , тока нагрузки и температуры.ю Стабилизатор обеспечивает получение высокостабильного выходного напр жени  как низковольтных (ниже 2 В), так и стабилизаторов с напр жением свыще 2 В. В известных низковольтных стабилизаторах особую трудность составл ет получение высокостабильного напр жени  из-за отсутстви  низковольтных стабилитронов и сложности термокомпенсации. В стабилизаторах напр жени  выше 2 В по вл етс  дополнительна  возможность улучщить стабилизацию и термокомпенсацию . В стабилизаторе напр женн  можно измен ть наклон вольт-амперной характеристики , т. е. в зависимости от требований получить строго горизонтальную, падающую или имеющую некоторый подъем, например, дл  компенсации падени  напр жени  в линии. Формула изобретени  Транзисторный стабилизатор напр жени  посто нного тока, содержащий включенный последовательно в выходную цепь регулирующий транзистор, базой соединенный с коллектором усилительного транзистора, который соединен через первый токостабилизирующий двухполюсник с одним входным выводом, база, усилительного транзистора соединена с выходом резисторного делител  напр жени , включенного выходными выводами, а его эмиттер соединен с опорным элементом, другим выводом соединенным с общей щиной и второй токостабилизирующий двухполюсник с выходным транзистором , коллектор которого соединен с указанным опорным элементом, эталонным резистором, включенным в цепь эмиттера выходного транзистора, и источником опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью улучщени  точности стабилизации, в качестве опорного элемента использован резистор, а во втором токостабилизирующем двухполюснике между опорным источником и указанным из входных выводов включен вновь введенный первый резистор, обща  точка которого с указанным источником опорного напр жени  боединена с коллектором регулирующего транзистора, а между эталонным резистором и эмиттером выходного транзистора второго токостабилизирующего двухполюсника включен вновь введенный термочувствительный элемент, причем обща  точка эталонного резистора и термочувствительного элемента через второй вновь введенный резистор соединена с другим входным выводом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 284059, кл. G 05 F 1/56, 1968.
2. 2.Патент США № 3538424, 323-22, 1970.