Стабилизатор напряжения с регулируемым температурным коэффициентом

Стабилизатор напряжения с регулируемым температурным коэффициентом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сог;иалистинеских

Pcлпузйвu (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.08.71 (21) 1689530/24-7 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений и отирытий

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.05.7б (72) Авторы изобретения

С. Н. Сигаловский, Ю. И. Белоносов и В. Г. Пекелис (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯ)КЕНИЯ С РЕГУЛИРУЕМЫМ

ТЕМПЕРАТУРНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ

ГосУдаРствеииый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования и может применяться в системах, где требуется изменение выходного параметра (напряжения) по заданному закону (например, линейному) от температуры окружающей среды. Стабилизаторы такого типа находят применение для питания запоминающих устройств ЭВМ.

Известны стабилизаторы напряжения с регулируемым температурным коэффициентом, содержащие регулирующий элемент, включенный последовательно в выходную шину стабилизатора и по цепи управления соединенный с выходом органа сравнения, который одним входом подключен к выходу стабилизатора, а другим †делителю источника опор.ного напряжения, выполненного в виде токостабилизирующего двухполюсника на транзисторе, коллектор которого соединен с указанным делителем, а эмиттер с токозадающим резистором.

Основным .недостатком такого стабилизатора является зависимость температурного,коэффициента напряжения (ТКН) от регулировки выходного напряжения, которая обеспечивается за счет изменения коэффициента деления делителя обратной связи. С другой стороны, пределы регулирования самого температурного коэффициента ограничены, так как требуют одновременного изменения линеаризирующих сопротивлений, включенных пара.".— лельцо и последовательно с терморезпстором, причем расчет этих сопротивлений достаточно сложен.

Для получения температурного коэффициента напряжения стабилизатора, независимого от величины выходного напряжения, в предлагаемом стабилизаторе база транзистора токостабилизирующего двухполюснпка подключена к полупроводниковым диодам, последовательно с которым сосдинен один эмиттерный повторитель, а последовательно с токозадающим резистором — — другой эмиттсрный повторитель, причем базы эмпттерных повторителей подключены к соответствуюгцим делителям напряжения, питающим токостабилизирующие двухполюсники.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предложенного стабилизатора.

Стабилизатор состоит из регулирующего транзистора 1, органа сравнения 2, один вход которого подключен к движку потенциометра

3, являющегося делителем источника опорно25 го напряжения, а второй соединен с выходом стабилизатора. Потенциометр 3 соединен с источником опорного напряжения 4, выполненным в виде токостабилизирующего двухполюсника на транзисторе 5, резисторе б, 30 группе последовательно соединенных диодов

506840 где U6 — напряжение на резисторе 6, вели- 30 чиной тока базы можно пренебречь;

Рэ — сопротивление резистор а 6.

Обозначим ТКН напряжения Уэ через е„а температурный коэффициент тока е,.

Очевидно, что в,=в„

100 э;, Л 1э (1) 1э

35 где ЛУ6 — приращение напряжения на резисторе 6 при изменении температуры на 40

Ж С (при линейной зависимости е„от температуры, что обеспечивается благодаря использованию полупроводниковых приборов в качестве термозависимых элементов). (2) ° 7 + сэч к э) бэч) Л -1э — Л1 р + Л1.) бэч - 11бэч Л1 бэчт (3) где U7 и ЛУ; — напряжение, и соответственно, приращение напряжения на диодах 7 при 50 изменении температуры на Л1 С;

U, и U„, — напряжения на эмиттерных повторителях, соответственно 8 и 9;

Убэ, — НаПряжЕНИЕ ПЕрЕХОда баЗа — ЭМИттер транзистора 5; 55

ЛУ вЂ” температурное приращение напряжения на диодах 7;

ЛЦ6э,, ЛЦ бэ„И ЛУ6эч — тЕмпЕРатУРНЫЕ приращения напряжения на переходах база— эмиттер транзисторов, соответственно 8, 9 и 5. 00

ТКН для диодов и переходов база — эмиттер имеет линейную зависимость от температуры и характеризуется величиной порядка в= (1,6+2) град. 65

7, эмиттерных повторителей 8 и 9, базы которых подсоединены соответственно к потенциометрам 10 и 11, являющимся делителями напряжения, питающего токостабилизирующий двухполюсник от вспомогательного параметрического стабилизатора 12.

На орган сравнения 2 подаются сигнал обратной связи U«c выхода стабилизатора и опорное напряжение U, с потенциометра 3.

При постоянной температуре стабилизатор поддерживает на выходе напряжение с требуемой стабильностью, причем в варианте схемы, приведенной на чертеже, стабилизируется напряжение на .регулирующем транзисторе 1. Потенциометр 3 позволяет регулировать опорное, и соответственно, выходное напряжение в широких пределах. Напряжение на потенциометре 3 определяется током двухполюсника 4, который в свою очередь зависит от температуры окружающей среды. Таким 20 образом, температурный коэффициент напряжения опоры будет равен температурному коэффициенту тока и в то же время не будет зависеть от положения движка потенциометра 3. Переменный резистор 6 служит для ус- 25 тановки величины тока двухполюсника 1:

1=

Учитывая, что для данного прибора величина в постоянна в условиях малых изменений тока через него, из выра>кения (1) следует, что температурный коэффициент е напряжения Уэ может регулироваться за счет изменения напряжений эмиттерных повторителей 1кэ„и С1кэ С ПОМОЩЬЮ ПОТЕНЦИОМЕтРОВ 10 И

11. Из выражений (1) и (2) видно также, что с помощью эмиттерного повторителя 8 можно увеличивать, а с помощью 9 — уменьшать

ТКН, определяемый только диодами 7 и переходом база — эмнттер транзистора 5, в черезвычайно широких пределах. Количество диодов

7 в группе определяется из условия, чтобы минимальное напряжение U6 было не менее

1 В (для обеспечения устойчивой работы стабилизатора). Одним из достоинств описанной схемы стабилизатора является простота настройки ТКН по единичному температурному испытанию. Если пренебречь влиянием органа сравнения, то можно считать, что ТКН на выходе равен ТКН опорного напряжения.

Исходя из постоянства величины ЛУэ, мо>кно получить (4) где e. — ТКН при напряжении U6=U6 (измеренном при нормальной температуре), в" — ТКН при напряжении U6=U6" (измеренном также при нормальной температуре).

Таким образом, определив величину ТКН е для произвольного значения напряжения

U6, можно установить ТКН в" путем установки определенного из выражения (4) напряжения с помощью потенциометров 10 и 11 без повторного температурного испытания. С целью обеспечения постоянства тока в элементах двухполюсника целесообразно одновременно с помощью переменного резистора 6 усганавливать постоянную величину опорного напряжения U<Ä Точность установки ТКН зав tc I, оз точности измерительного прибора.

Из изложснного очевидно, что все последувшие регулировки выходного напря>кения с помощью потенциометра 3 не изменят устапоалеппчо всличипу ТКН.

Формула изобретения

Стабилизатор напря>кения с регулируемым температурным коэффициентом, содержащий регулирующий элемент, включенный последовательно в выходную шину стабилизатора и по цепи управления соединенный с выходом органа сравнения, который одним входом подключен к выходу стабилизатора, а другим— к делителю источника опорного напряжения, выполненного в виде токостабилизирующего двухполюсника на транзисторе, коллектор которого соединен с указанным делителем, а эмиттер с токозадающим резистором, отл ич а ю шийся тем, что, с целью получения температурного коэффициента напряжения стабилизатора, независимого от величины выходного напряжения, база транзистора токоста506840 (° Ос елвнтслв Г, Когипаннева

Текред Н. Локтионова

Корректор О Тюрина

Редактор И. Шубина

Заказ 1045/14 Изд. № 184 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного когиитета Совета Министров СССР по делана изобретений и открытий

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

Типографии, пр. Сапунова, 2 билизирующего двухполюсника подключена к группе последовательно соединенных полупроводниковых диодов, последовательно с которыми включен один эмиттерный повторитель, а последовательно с токозадающим резистором включен другой эмиттерный повторитель, причем базы эмиттерных повторителей подключены к соответствующим делителям напрякения, питающим токостабилизирующий

5 двухполюсник.