Стабилизатор постоянного тока
Патент 1100612
Авторы
Классы МПК
Стабилизатор постоянного тока
Иллюстрации
Реферат
СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий цепь из после овательно соединенных токозадающего резистора и регулирзчощего элемента на трех транзисторах, включенную между входным и выходным выводами стабилизатора, источник опорного напряжения , включенный между входным выводом стабилизатора и неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к точке соединения токозадающего резистора и эмиттера первого транзистора регулирующего элемента, a выход - к базе второго транзистора, коллектор которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя , a эмиттер - с базой третьего транзистора, эмиттером соединенного с базой первого транзистора, причем первый и третий транзисторы имеют тип проводимости, противоположный § второму .транзистору, отличающийся тем, что, с целью повьшеО ) ния стабильности выходного тока, в него введен умножитель тока, входной с вьтод которого подключен к коллектору третьего транзистора регулирующего элемента, выходной вывод - к коллектору первого транзистора регулирующего элемента, a вьтод смещения к точке соединения эмиттера второго и базы третьего транзисторов регулирующего элемента.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .
РЕСПУБЛИК
09) (И) 3© G 05 F 1/56
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ASTOPCHOMY СВРДЕТЕЛЬСТБУ (21) 3565597/24-07 (22) 11.03.83 (46) 30.06.84. Бюл. Ф 24 (72) В.В. Васильев и В.И. Капустников (71) Научно-исследовательский институт управляющих вычислительных машин Научно-производственного объединения "Импульс" им.ХХУ съезда КПСС (53) 621 . .316. 722. 1 (088.8) (56) 1. Каган, Б.И. и др. Системы связи YBM с объектами управления в
АСУТП. М., "Советское радио", 1978, с. 18 1, рис. 5-4а.
2. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. И., "Советское радио", 1974, с. 78, рис. 3.13а.
3. Заявка Японии У. 52-40423, кл. G 05 F 1/56 (58 Н 2), 1977. (54)(57) CTABHJIH3ATOP ПОСТОЯННОГО
ТОКА, содержащий цепь из последовательно соединенных.токозадающего резистора и регулирующего элемента на трех транзисторах, включенную между входным и выходным выводами стабилизатора, источник опорного напряжения, включенный между входным
1 выводом стабилизатора и неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к точке соединения токозадающего резистора и эмиттера первого транзистора регулирующего элемента, а выход — к базе второго транзистора, коллектор которого соединен с инвер- тирующим входом операционного усили" теля, а эмиттер — с базой третьего транзистора, эмиттером соединенного с базой первого транзистора, причем первый и третий транзисторы имеют тип проводимости, противоположный второму .транзистору, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного тока, в него введен умножитель тока, входной вывод которого подключен к коллектору третьего транзистора регулирующего элемента, выходной вывод — к коллектору первого транзистора регулирующего элемента, а вывод смещения к точке соединения эмиттера второго и базы третьего транзисторов регулирующего элемента.
1 1100612
Изобретение относится к электро-. т технике и может использоваться в с преобразователях напряжения в ток. и
Известен стабилизатор постояннот
ro тока на транзисторах по схеме 5 в с общей базой j1) .
Однако этот стабилизатор имеет т низкую температурную стабильность, в обусловленную изменениями напряжения н эмиттер-база транзистора и коэффици- 1g ента усиления по току транзистора от температуры. Кроме того, стабилизатор .имеет недостаточно высокий коэф- п фициент стабилизации по току нагрузки, что обусловлено влиянием сопротивления коллекторного перехода транзистора.
Известен генератор стабильного ч тока, используемый в качестве стабилизатора тока, содержащий транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом токозадающего резистора., т второй вывод которого соединен с исв точником питающего напряжения. Между
Вторым Выводом упомянутого резистора и базой транзистора включен посв ледовательно источник опорного напряжения на основа резисторного делителя напряжения и диода. К коллектору транч зистора подключается нагрузка (2) .
Недостатком упомянутого стабилизаз тора является низкая стабильность выходного тока, что обусловлено недостаточно высоким коэффициентом стабилизации по току нагрузки из-за влияния сопротивления коллекторного т, перехода транзистора, а также температурной зависимостью тока стабит лизации.
Наиболее близким к изобретению 4О является стабилизатор постоянного тока, содержащий цепь из последовательно соединенных токозадающего резистора и регулирующего элемента на трех транзисторах, включенную между 45 входным и Выходным выводами стабилизатора, источник опорного напряжения, включенный между входным выводом стабилизатора и неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к точке соединения токозадающего резистора и эмиттера первого транзистора регулирующего элемента, а выход — к базе второго транзистора, 55 коллектор которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а эмиттер — с базой третьего ранзистора, эмиттером соединенного базой первого транзистора, причем ервый и третий транзисторы имеют ип проводимости, противоположный торому транзистору (3) .
Недостатком известного стабилизаора является низкая стабильность
ыходного тока, что обусловлено едостаточно высоким коэффициентом табилизации по току нагрузки из-за влияния выходного сопротивления исочника тока смещения, а также темературной зависимостью тока источика смещения.
Цель изобретения — повышение табильности выходного тока.
Указанная цель достигается тем, то в стабилизатор постоянного тока, одержащий цепь из последовательно оединенных токозадающего резистора регулирующего элемента на трех ранзисторах, включенную между ходным и выходным выводами стабиизатора, источник опорного напряения, включенный между входным выодом стабилизатора и неинвертирующим входом операционного усилителя, нвертирующий вход которого подклюен к точке соединения токозадающего езистора и эмиттера первого транистора регулирующего элемента, а мод — к базе второго транзистора, оллектор которого соединен с инертирующим входом операционного силителя, а эмиттер — с базой ретьего транзистора, эмиттером соеиненного с базой первого транзисора, причем первый и третий транзисторы имеют тип проводимости, противоположный второму транзистору, введен умножитель тока, входной вывод которого подключен к коллектору третьего транзистора регулирующего элемента, выходной вывод — к коллектору первого транзистора регули- . рующего элемента, а вывод смещения— к точке соединения эмиттера второго и базы третьего транзисторов регулирующего элемента.
На чертеже представлена схема предлагаемого стабилизатора.
Стабилизатор содержит источник 1 питающего напряжения, источник 2 опорного напряжения, операционный усилитель 3, токозадающий резистор
4, регулирующий элемент 5 на транзисторах 6, 7 и 8, нагрузку 9. Первый вывод источника 1 питающего напряже3 1 ния соединен с первым выводом источника 2 опорного напряжения и с первым выводом токозадающего резистора
4, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 6 первого типа проводимости, с эмиттером транзистора 7 второго типа проводимости и с инвертирующим входом операционного усилителя 3, неинвертирующий вход которого соединен с вторым выводом источника 2 опорного напряжения. Выход операционного уси" лителя 3 соединен с базой транзистора 6, эмиттер которого соединен с базой транзистора 8 второго типа проводимости. Змиттер транзистора 8 соединен с базой транзистора 7, коллектор которого соединен с первым выводом нагрузки 9, второй вывод которой соединен с вторым выводом источника 1 питающего напряжения. Стабилизатор содержит также умножитель 10 тока, который в одной из известных схем реализа-. ции выполнен на идентичных транзисторах 11 и 12 первого типа проводимости, причем коллектор транзистора
11 соединен с выводом смещения умножителя 10 тока, эмиттеры транзисторов 11 и 12 соединены с выходным выводом умножителя 10, а общая точка соединения базы транзистора 11 с базой и коллектором транзистора 12, подключена к входному выводу умножителя 10 тока. В стабилизаторе тока входной вывод умножителя 10 тока подключен к коллектору транзистора 8 регулирующего элемента 5, выходной вывод умножителя 10 тока подключен к коллектору транзистора
7 регулирующего элемента 5, а вывод смещения. умножителя 10 тока подключен к общей точке соединения эмиттера транзистора 6 и базы транзистора 8 регулирующего элемен4 та 5.! 00612 4
1.0 тока. Так как умножитель 1О тока выполнен на идентичных транзисторах
1i и 12, то ток, выделяющийся на
его выходном выводе, в два раза больше тока, поступаемого на его входной вывод, а ток, выделяющийся на выводе смещения умножителя 10 тока, равен току, поступаемому на его входной вывод. При анализе работы стабилизатора пренебрегаем величинами входных токов операционного усилителя 3 в силу их малости. Ток, формируемый токоэадающим резистором 4, прямо пропорциональный опорному напряжению источника 2 и обратно пропорциональный сопротивлению токозадающего резистора 4, поступает на вход регулирующего элемента 5 (общая точка соединений коллектора транзистора 6 и эмиттера транзистора 7 регулирующего элемента 5) и далее, протекая через транзистор 6,7 и 8 регулирующего элемента 5 и транзисторы
11 и 12 умножителя 10 тока, выделяется на нагрузке 9.
Ток>выделяющийся на нагрузке 9, равный сумме коллекторного тока транзистора 7 регулирующего элемента
5 и выходного тока, поступающего на вход регулирующего элемента 5, на величину базового тока транзистора 6 и определяется соотношением
1 1
1 В В,,(88i s) 1+
35 1
h o де 1 ц — ток, выделяющийся
40 на нагрузке 9;
55 м о (2) Стабилизатор постоянного тока ра-. ботает следующим образом.
Падение напряжения на токозадающем резисторе 4 сравнивается с опорным напряжением источника 2 и их разность поступает на вход опера-, ционного усилителя 3, который управляет регулирующим элементом 5 на транзисторах 6,7 и 8. Коллекторный ток транзистора 8, равный по величи" не базовому току транзистора 7,поступает на входной вывод умножителя (В,«)(B, <
В8 Вт(ВВ ) 6 Я
Цо
1,= — ток, поступаемый на вход регулирующего элемента 5 (0 — опорное напряжение источника 2, — сопротивление токозадающего резистора 4);
В6,8>,3  — коэффициенты усиления по току транзисторов 6,7 и 8 регулирующего элемента 5.
Используя транзисторы, у которых
В 100, соотношение (1) перепишем в виде
1100612
20 где
Таким образом, ток нагрузки в предлагаемом стабилизаторе постоянного Фока определяется только входным током регулирующего элемента 5, прямо пропорциональным опорному на- 5 гряжению источника 2 и обратно пропорциональным сопротивлению токозадающего резистора 4, а следовательно, стабильность тока нагрузки определяется только стабильностью входного тока регулирующего элемента.
В схеме прототипа ток нагрузки оПределяется из соотношения — входной ток регулирующего элемента, определяемый опорным напряжением и сопротивлением токозадающего резистора, Iс — ток источника смещения, >» >q - коэффициенты усиления по току первого и второго транзисторов регулирующего элемента.
Используя транзисторы, у которых
8 100, соотношение (3) запишем в виде к о с (4)
Таким образом, в схеме прототипа ток нагрузки определяется разностью входного тока регулирующего элемента и тока источника смещения, следовательно, стабильность тока нагрузки определяется двумя факторами, а именно: стабильностью входного тока регулирующего элемента и стабильностью тока источника смещения.
В предлагаемом стабилизаторе
, постоянного тока стабильность тока нагрузки определяется только одним фактором, а именно стабильностью входного тока регулирующего элемента, значит стабильность выходного тока в данном стабилизаторе выше,чем в прототипе.
IIIIgggg Заказ 4580/37
Тираж 842 Подписное филиал gHlI. "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4