Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАБШШЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНКЯ, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с перекхпочающими транзисторами, объединенными змиттерами, соединенными с общей шиной, управляющим транзистором, соединенным эмиттером с входным выводом стабилизатора и трансформатором, обмотка обратной связи которого средней точкой соединена с коллектором управляющего транзистора, вьбэодами с базами переключающих транзисторов , а вторичная обмотка подключена к выпрямителю, первый вывод которого соединен с о(й шиной, а второй - с выходным выводом, соединенным через первый резистор со стоком первого полевого транзистора и затвором второго полевого транзистора , исток которого подключен к базе управляящего транзистора, затвор - к катоду первого диода, подключенного анодом к входному выводу , а сток через второй резистор соединен с общей шиной, подключенной через третий резистор к истоку первого полевого транзистора, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения температурной стабильности стабилизатора постоянного напряжения, он снабжён вторым, диодом и двумя дополнительными ре (Л зисторами, причем анод второго диода подключен к затвору указанного первого полевого транзистора, а катод - к указанной общей шине, § один и выводов первого дополнительного резистора соединен с указанным входным выводом, а другой с затвором первого .полевого транзистора и с одним из выводов втосх рого дополнительного резистора, друсо о со той вывод которого соединен с общей шиной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ4ЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1108909

1(59 G 05 F 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

;l»fl г»

ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfFMA

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3355819/24-07 (22) 19. 11. 81 (46) 15. 05. 85. Бюп. В 18 (72) А.А. Сибилев, А.Ю. Колчанов, А.И. Козырь и А.Ф. Белов (53) 621 ° 316.722(088.8) (56) 1. Авторское. свидетельство СССР

9 452814. кл. С 05 F f/64, 1.972 °

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 895216, кл:. С 05 F 1/64, f981. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими транзисторами, объединенными эмиттерами, соединенными с общей шиной, управляющим транзистором. соединенным эмиттером с входным выводом стабилизатора и трансформатором, обмотка обратной связи которого средней точкой соединена с коллектором управляющего транзистора, крайними выводамис базами переключающих транзисторов, а вторичная обмотка подключена к выпрямителю, первый вывод которого соединен с общей шиной, а. второй — с выходным выводом, соединенным через первый резистор со стоком первого олевого транзистора и затвором второго полевого транзистора, исток которого подключен к базе управляющего транзистора, затвор — к катоду первого диода, подключенного анодом к входному выводу, а сток через второй резистор соединен с общей шиной, подключенной через третий резистор к истоку первого полевого транзистора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения температурной стабильности стабилизатора постоян- ного напряжения, он снабжен вторым диодом и двумя дополнительными ре- зисторами, причем анод второго диода подключен к затвору указанного первого полевого транзистора, а катод — к указанной общей шине, один из выводов первого дополнительного резистора соединен с указанным входным выводом, а другойс затвором первого .-полевого транзистора и с одним из выводов второго дополнительного резистора, дру гой вывод которого соединен с общей шиной.

1 1108909 2

Изобретение относится к электро- зистор с истоком пе технике и, в частности, может быть ч Ранэистора. использовано в устройствах электро- Недостатком иэве питания детекторов ионизирующего затора постоянного излучения и фотоэлектронных умно5 ляется низкая термо жителей. выходного напряжени

Известен стабилизатор постоянно- ная температурным у го напряжения (1), содержащий двух- его узлов. тактный управляемый статический пре- Целью иэобретени образователь напряжения автогенера- 10 шение температурной торного типа с переключающими — ре- выходного напряжени .гулирующими транзисторами и управ- Указанная цель д ляющим транзистором в базовых це- что в стабилизатор пях, выпрямитель с фильтром, Источ- РЯжениЯ, сод ржаЩий ник эталонного напряжения и усили- 15 УпРавлЯемый статиче тель сигуала рассогласования в це- ватель напряжения а пи обратной связи, трансформатор с типа с переключающ дополнительной.обмоткой со средней объединенными эмитт точкой, включенной через двухполу- ными с общей шиной, нериодный диодный выпрямитель на ре- транзистором, соеди зистор, подсоединенный между базой с входным выводом с управляющего транзистора и средней и трансформатором,. точкой резистивного делителя на связи которого сред входе преобразователя. динена с коллекторо . Недостатком устройства является транзистора, кРайни низкая стабильность выходного нап- базами переключающи ряжения в области малых выходных а вторичная обмотка мощностей и токов нагрузки. выпрямителю, первый

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор постоянного 30 напряжения f2) содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими транзисторами, объединенными эмиттерами, 35 соединенными с общей шиной стабилизатора, управляющим транзистором, соединенным эмиттером с входным выводом стабилизатора и трансформатором, обмотка обратной связи которо- Ю

ro средней точкой соединена с коллектором управляющего транзистора, крайними выводами — с базами переключающих транзисторов, а вторичная обмотка подключена к выпрямителю,45 первый вывод которого соединен с общей шиной стабилизатора, а второй — с выходным выводом стабилизатора, соединенным через первый резистор со стоком первого полевого 50 транзистора и затвором второго полевого транзистора, исток которого подключен к базе управляющего транзистора, затвор — к катоду первого диода, подключенного анодом к входному 55 выводу стабилизатора, а сток через второй резистор соединен с общей шиной, соединенной через третий рервого полевого стного стабнлинапряжения явстабильность я, обусловленходом параметров я является улучстабильности я стабилизатора ° остигается тем, постоянного напдвухтактный ский преобразовтогенераторного ими транзисторами, ерами, соединенуправляю@им ненным эмиттером табилизатора обмотка обратной ней точкой соем управляющего ми выводами — с х транзисторов, подключена к вывод которого соединен с общей шиной, а второй— с выходным выводом, соединенным через первый резистор со стоком первого полевого транзистора и затвором второго полевого транзистора, исток которого подключен к базе управляющего транзистора, затвор— к катоду первого диода. подключенного анодом к входному выводу, а сток через второй Резистор соединен с общей шиной, соединенной через третий резистор с истоком первого полевого транзистора, введен второй диод и два дополнительных резистора, причем анод второго диода подключен к затвору указанного первого полевого транзистора, а катод — к укаэанной общей шине, один иэ выводов первого дополнительного резистора соединен с указанным входным выводом, а второй — с затвором первого полевого транзистора и с одним из выводов второго дополнительного резистора, другой вывод которого соединен с общей шиной.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Вторичная обмотка 1 трансформатора 2 двухтактного управляемого

08909 4

"се- напряжение сток-исток транзистора 13;

Rgg сопротивление резистора 12 в цепи стока транзистора

13, 41- сопротивление резистора

21 в цепи. истока транзистора 13.

Для высоковольтных стабилизатор

10 ров с выходными напряжениями единицы киловольт напряжениями .1 с.и, Зо.с". я Кqq можно пренебречь, поскольку последние составляют единицы вольт но сРавнению с 7о.с 1 2. В этом слУчае выходное напряжение может быть записано в виде: UII õ =Хс . <2. а его температурное изменение дЦ Ц 42 п

Уо.с Я 1 Ъ 2 кс ((27<,ки1(3 11 статического преобразователя 3 напряжения автогенераторного типа с переключающими транзисторами 4 и 5, управляющим транзистором 6 соединена с выпрямителем 7, один из выводов 8 которого соединен с общей шиной 9 стабилизатора„а другой вывод 10 подсоединен к выходному выводу 11 стабилизатора и через первый резистор 12 соединен со стоком первого полевого транзистора

13, затвором второго полевого транзистора 14. Исток второго полевого транзистора 14 подключен к базе уп-, равляющего транзистора 6, а сток

его через второй резистор 15 соединен с общей шиной 9 и через конденсатор 16 со своим затвором и катодом первого диода 17, анод которого подключен к входному выводу 18 стабилизатора. Эмиттеры переключающих транзисторов 4 и 5 объединены, через четвертый резистор 19 подключены к отрицательной шине питания 9 и через конденсатор 20 соединены с базой управляющего транзистора 6.

Исток транзистора 13 в цепи обратной связи через третий резистор 21 соединен с общей шиной первичного питания 9. Затвор первого полевого транзистора 13 соединен с анодом вто30 рого диода 22, а .катод второго диода

22 соединен с общей шиной 9. Затвор первого полевого транзистора 13 соединен с первыми выводами дополнительных резисторов 23 и 24, причем второй вывод резистора 23. соединен с . входным выводом 18 стабилизатора, а второй вывод резистора 24 — с общей шиной 9. Обмотка 25 обратной связи трансформатора 2 соединена средней точкой с коллектором транзистора 6, а крайними выводами — с базами транзисторов 4 и 5.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Выходное напряжение стабилизатора при замкнутой цепи обратной связи в соответствии с фиг. 1 может быть записано: т.е. при разомкнутой обратной связи температурная стабильность выходного напряжения обусловлена температурным уходом выпрямителя 7, переключающих транзисторов 4 и 5, yrtравляющего и регулирующего транзисторов, а при замкнутой цепи отрицательной обратной связи температурная стабильность выходного напряжения улучшается и определяется в основном цепью обратной связи.

При использовании термостабильного резистора 2 в цепи обратной связи выходное нагряжение стабилизатора может быть записано в функции тока в цепи делителя выходного напряжения, а термостабильность выходного напряжения будет определяться изменением этого тока при изменении окружающей температуры, т.е. можно записать: где Т- окружающая температура.

Ток в цепи делителя обратной связи может быть записан в виде: где где Ug q — выходное напряжение стабилизатора постоянного напряжения,"

З, — ток в цепи делителя обрат- ной связи, 0отс — напряжение отсечки транзистора в цепи делителя обратной связи, 1108909

И)

fS су„=(А; он j

+ ц(у гДе 41б—

2г.п, dJ сб» И >

4 = м= т

3eII»,g максимальное значение то-! ка стока транзистора. 13, напряжение на диоде 22 в цепи затвора транзистора

13.

Изменение тока в цепи делителя обратной.связи при изменении температуры может быть охарактеризовано температурным коэффициентом: температурный коэффициент тока стока транзистора в цепи обратной связи, . температурный коэффициент 20 подвижности температурный коэффициент напряжения отсечки, ток стока транзистора 13, температурный коэффициент 2$ тока в цепи обратной связи, вызванный температурным дрейфом диода. где /ч- подвижность носителей при. температуре T .. „;

И вЂ” коэффициент, зависящий от исходного полупроводникового материала и типа его проводимости

Для полевых транзисторов с 40

Р-П-переходом и и -каналом значение коэффициента, И = 1,5; с,7 ИГ

44, и(6 1 ц рщ Д (K Uá1ñ

43 где 3 — контактная разность потенциалов.

Ос т IF Oy.

dÎo. где — температурное изменение тока в цепи делителя об" ратной связи, вызванное температурным дрейфом диода.

S сО, V

3 Г 24 где f - температурный уход перехода диода, 4 = — (2,2 + 2,4) мВ на 1 С.

Из приведенного выражения для б -з, очевидно, что температурная стабильность тока в цепи обратной связи, а следовательно и выходного напряжения устройства тем лучше, чем меньше коэффициент o(y при работе в областях ниже температурно стабильной точки.

ПреДположим теперь, что изменилась окружающая температура. Пусть она изменится в сторону увеличения.

Как видно из сток — затворных характеристик полевых транзисторов и при/ веденных формул, преобладает температурное изменение тока стока за счет изменения контактной разности потенциалов по сравнению с изменением тока стока эа счет изменения подвижности носителей, т.е. ток стока стремится к увеличению, поскольку коэффициент д4, имеет отрицательное значение, и в соответствии с этим уменьшается изменение .выходного напряжения при увеличении

:окружающей температуры.

И;сли температурный уход выходно! го напряжения имеет другой знак, т.е. при уменьшении окружающей температуры, выходное напряжение уменьшается, то выбирая положение рабочей точки выше температурностабильной, где преобладает изменение тока стока (тока в цепи обратной связи) эа изменением подвижности носителей, т.е.Атбсимеет пол"жительное значение, то вновь произойдет температурная компенсация.

Степень термостабилизации в предлагаемом устройстве может быть изменена соотношением резисторов 23 и 24, а значение выходного напряжения изменением резисторов 12 и 21.

Используя паспортные данные диодов и полевых транзисторов, можно подсчитать температурный уход выходного напряжения, Без температурной компенсации последний составляет в среднем до 0,5Х на 10 С, а при температурной компенсации до 0,15Х на 10 бС, т.е. улучшение составляет более, чем в два раза.

1108909

Редактор M. Кузнецова

Техред Ж. Кастелевич

Корректор С. Шекмар

Заказ 2856/4 Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

»»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4

Таким образом, прЕдлагаемый стабилизатор постоянноГо напряжения позволяет обеспечитВ температурную компенсацию ухода выходного напряжения стабилизатора при любой комбинации параметров его элементов.