Низковольтный непрерывный стабилизатор постоянного напряжения

Низковольтный непрерывный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

НИЗКОВОЛЬТНЫЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент на проходном и согласунядем транзисторах, включенньй в одну из силовых шин, основной резистивный делитель напряжения , интегральный стабилизатор напряжения , включающий дополнительный регулирунщий элемент, входом подключенный к выходу дифференциального усилителя постоянного тока, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, причем выход интегрального стабилизатора соединен с управляющим входом регулирующего элемента, а вывод обратной связи, являющийся вторым входом дифференциального усилителя, подключен к средней точке основного резистивного делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и уменьшения нестабильности выходного напряжения, в него введены вспомогательный источник опорного напряжения на стабилитроне, анод которого соединен с выходным выводом, и дополнительный резистивный делитель напряжения , подключенный параллельно стабилитрону, а верхний вывод основного делителя напряжения подключен к средней точке дополнительного делителя напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (11) 09 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3576732/24-07 (22) 08.04.83 (46) 23.11.84. Бюл. Ф 43 (72) Ю.Н.Шуваев и М.В.Агапов (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. М., "Советское радио", 1980, с. 121-123, (рис. 5.6, в) .

2. Полянин К.П. Интегральные стабилизаторы напряжения. М., "Энергия", 1979, с. 148-151,(рис.6-4). (54)(57) НИЗКОВОЛЬТНЫЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент на проходном и согласующем транзисторах, включенный в одну из силовых шин, основной резистивный делитель напряжения, интегральный -стабилизатор напряжения, включающий дополнительный регулирукяций элемент, входом подклю- ченный к выходу дифференциального усилителя постоянного тока, один вход которого соединен с источником

-опорного напряжения, причем выход интегрального стабилизатора соединен с управляющим входом регулирующего элемента, а вывод обратной связи, являющийся вторым входом дифференциального усилителя, подключен к средней точке основного резистивного делителя напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и уменьшения нестабильности выходного напряжения, в него введены вспомогательный источник опорного напряжения на стабилитроне, анод которого Я соединен с выходным выводом, и дополнительный резистивный делитель напряжения, подключенный параллельно стабилитрону, а верхний вывод основного делителя напряжения подключен к средней точке дополнительного делителя напряжения.

4 112560

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников элект" ропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного на- значения.

Известен непрерывный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент на транзисторах, источник опорного напряжения на стабилитроне, 10 анод которого подключен к выходному выводу стабилизатора, дифференциальный усилитель постоянного тока, один вход которого соединен с выходным выводом стабилизатора, другой вход усилителя подключен к средней точке делителя выходного напряжения, включенного между катодом стабилитрона и общей шиной стабилизатора, а выход усилителя постоянного тока 20 подключен к управляющему входу регулирующего элемента. Стабилизатор обеспечивает возможность получения низких выходных напряжений, значительно меньших напряжений опорного д источника j1) .

Недостатками стабилизатора являются его сложность, большое количество элементов и, вследствие этого, пониженная надежность, а также срав- З0 нительно низкая стабильность выходного напряжения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является непрерывный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регули1рующий элемент на транзисторах, ин/ тегральный стабилизатор напряжения, выполненный в виде интегральной микросхемы, и резистивный делитель вы- 40 ходного напряжения, подключенный к выводу обратной связи микросхемы j2) .

Недостатками известного стабилизатора являются невозможность его использования при низких выходных напряжениях, меньших напряжения опорного источника, который по технологическим причинам не может быть выполнен на напряжения-, меньшие 2,43,0 В, а также сравнительно низкая стабильность выходного напряжения.

При использовании вспомогательного источника опорного напряжения и подключении к нему делителя выходно- 5з го напряжения, как в стабилизато" ре $17, нестабильность выходного напряжения еще больше увеличивается, так как в этом случае она равна суммарной нестабильности интегрального стабилизатора напряжения и источника опорного напряжения.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и уменьшение нестабильности выходного напряжения стабилизатора напряжения, выполненного в виде интегральной микросхемы.

Поставленная цель достигается тем, что в низковольтный непрерывный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на проходном и согласующем транзисторах, включенный в одну из силовых шин, основной резистивный делитель напряжения, интегральный стабилизатор напряжения, включающий дополнительный регулирующий элемент, входом подключенный к выходу дифференциального усилителя постоянного тока, один вход которого соединен с источ-. ником опорного напряжения, причем выход интегрального стабилизатора соединен с управляющим входом регулирующего элемента, а вывод обратной связи, являющийся вторым входом диф,ференциального усилителя, подключен

jz средней точке основного резистивного делителя напряжения, введены вспомогательный источник опорного напряжения на стабилитроне, анод которого соединен с выходным выводом, и дополнительный резистивный делитель напряжения, подключенный параллельно стабилитрону, а верхний вывод основного делителя напряжения подключен к средней точке дополнительного делителя напряжения, I

На фиг. 1 представлена функциональная схема низковольтного непрерывного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 — вариант выполнения этого стабилизатора.

Непрерывный стабилизатор напряжения (фиг. 1) содержит регулирующий элемент 1 на проходном 2 и согласующем 3 транзисторах включенный послеР довательно в выходную шину стабилизатора, интегральный стабилизатор 4 напряжения, выход которого через резистор соединен с управляющим входом регулирующего элемента 1, т,е. с базой согласующего транзистора 3, а вывод обратной связи подключен к средней точке основного резистивного делителя 5 напряжения, вспомогательк4

ZS R)+Rg

U — падение напряжения

2 на резисторе 8

U =I R . (3) I — ток протекающий че2

30 рез резистор 8

Uoa

I (4) 3 1125 ный источник опорного напряжения на стабилитроне 6, анод которого соединен с выходным выводом стабилизатора, дополнительный резистивный делитель напряжения на резисторах 7 и 8, подключенный параллельно стабилитрону 6. Верхний вывод основного делителя 5 напряжения подключен к средней точке дополнительного делителя напряжения, т.е. к общей точке резисторов 7 и 8. Питание стабилитрона 6 производится от вспомогательного источника питания с напряжением Ue „ через балластный резистор. Минусовый вывод вспомогательного источника питания может быть также подключен к эмиттеру проходного транзистора 2.

Вход интегрального стабилизатора 4 напряжения подключен через резистор к вспомогательному источнику питания U „ . Питание интегрального стабилизатора 4 напряжения может осуществляться также от силового источника питания с напряжением U>> .

Регулирующий элемент 1 может быть выполнен также без согласующего транзистора 3, а при малых токах нагруз-, ки регулирующий элемент 1 может во-" обще отсутствовать.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

Выходное напряжение стабилизато I ра Ц,„ суммируется с напряжением, снимаемым с резистора 8 дополнитель- .ного делителя напряжения, и через 35 основной делитель 5 напряжения часть этого напряжения подается на вывод обратной связи интегрального стабилизатора 4 напряжения. При изменении по какой-либо причине, например при 40 изменении питающих напряжений Ugg и U,,выхбдного напряжения стабилиесп затора изменяется сигнал обратной связи, подаваемый на вход интеграль-, ного стабилизатора 4 напряжения, 45

s результате чего изменяется. состояние регулирующего элемента таким образом, чтобы скомпенсировать измене- ние выходного напряжения стабилизатора. Вследствие этого выходное на- 50 пряжение стабилизатора возвращается практически к первоначальной величине. При этом отклонение выходного напряжения интегрального стабилизатора d U иц . при изменении U „, т. е. Я нестабильность собственно интегрального стабилизатора напряжения, компенсируется отклонением напряжения

609 ф вспомогательного источника опорного напряжения U „ при изменении U

Ф

Если коэффициент передачи основного

К и допоЛнительного .kZ делителей напряжений связаны соотношением

Kg KZ Ц мс (1)

<цоп то нестабильность выходного напряже- . ния стабилизатора равна нулю (Q— отношение токов основного и пополнительного пелителей напряжения).

Для показательства соотношения (1) привопим его вывод. Выходное напряжение стабилизатора

U = — -- — — — U

Цоа. ймс (2)

BVx K 2 где Ц „ — напряжение опорного

l источника интегрального стабилизатора 4;

К вЂ” коэффициент переда1 чи основного делителя 5 выходного напряжения

2 R<(1-a)+R<

U — напряжение стабилиоп зации стабилитрона 6.

Подставляя выражение (4) в (3) и выполнив необходимые преобразования, получаем

К ц ц . «ла» (5)

1-аК2 где К вЂ” коэффициент передачи дополнительного делителя напряRg жения К. = — — —.

1 2

Подставляя выражение (5) в (2), получаем

Uen имс Кс

U ц

Эых К . ОО 1 аК

Переходя к конечным приращениям и считая, что ЬЦОЛ армс = AUèìå э получаем

ЙЛ Имс

dU — — — — -bU

К

1 оп 1-аК

Для получения dU <> =0 необходимо, чтобы выполнялось соотношение

К K< AUsey

dUoq

Отличие стабилизатора (фиг. 2) заключается в том, что в нем отсутст1125609

Фиг. / вует внешний управляющий регулирующий элемент. Стабилизатор напряжения (фиг. 2) содержит интегральный стабилизатор 1 напряжения, вывод обратной связи которого подключен к средней точке основного делителя 2 напряжения, вспомогательный источник опорного напряжения на стабилитроне 3, анод которого соединен с выходным выводом стабилизатора, и до- 10 полнительный резистивный делитель напряжения на резисторах 4 и 5, подключенный параллельно с табилитрону 3.

Верхний вывод основного делителя 2 няпряжения подключен к средней точке 15 дополнительного делителя напряжения, т. е. к общей точке резисторов 4 и 5. Стабилизатор фиг.2 работает аналогично.

В предлагаемых схемах использование вспомогательного источника опорного напряжения обеспечивает воз можность регулирования выходного напряжения стабилизатора от нуля до максимального предельно допустимого значения для интегрального стабилизатора данного тина, а примене" ние дополнительного делителя напряжения с соответствующим коэффициентом передачи приводит к существенному уменьшению нестабильности выходного напряжения стабилизатора, выполненного по данной схеме, .в 3-4 раза меньше, чем нестабильности интегрального стабилизатора напряжения и источника опорного напряжения, измерен ные отдельно.

1125609

Составитель С.Ситко

Редактор И.Шулпа Техред А Вайщец Корректор .Л.Пилипенко

Заказ 8539/36 Тирам 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r.Óèrîðoä, ул.Проектная, 4