Транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока

Транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

с,в 1

О " Н И Е IIlll690463

Союз Советских

Социалистических

Респу6лик

ИЗОБ ТЕН ИЯ

1, К АВТОРСКОМУ СВНДЙПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву —— (22) Заявлено 10.06.70 (21) 2371013/24-07 с присоединением заявКи ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл б 05 F 1!56

Государственный квинтет

СССР оо делам нзобрвтвннй н открытнй (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) Опубликовано 05.! 0.79. Бюллетень,% 37

Дата опубликования описания 15.10.79 (72) Авторы изобретения

В. А. Давыденко. Н. И. Милюков и К. И. Замилатский (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАГ1РЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к источникам питания и может быть использовано для питания различных радиотехнических устройств.

Известны транзисторные стабилизаторы напряжения постоянного тока, содержащие включенный последовательно в выходную цепь регулирующий транзистор 11).

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный последовательно в выходную цепь регулирующий транзистор, базой соединенный с коллектором усилительного транзистора, который соединен через первый токоста бил изирующий двухполюсник с одним входным выводо, база усилительного транзистора соединена с выходом резисторного делителя напряжения, включенного между выходными выводами, а его эмиттер соединен с опорным элементом, другим выводом соединенным с общей шиной и второй токостабилизиру.ющий двухполюсник с выходным транзистором, коллектор которого соединен с указанным опорным элементом, эталонным резистором, включенным в пень эмиттера выходного транзистора, и источником опорного напряжения (21.

Недостатком известного стабилизатора напряжения является то. что при широком диапазоне изменения входного напряжения, тока нагрузки и температуры не обеспечивает достаточно высокой стабилизации напряжения.

Целью llçollðåòñllèÿ является улучшение точности стаои, III33llIIII напряжения при изменениях в широком диапазоне входного напряжения и тока нагрузки.

Для этого транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный последовательно в выходную цепь регулирующий транзистор, базой соединенный с коллектором усилительного транзистора, который соединен через первый токостабилизирующпй дву;сполюсник с

Одним Bxo÷íûì выводом. база усилительно20 го транзистора соединена с выходом резисторного делителя напряжения, включенного между выходными выводами, а его эмиттер соединен с опорным элементом, другим вы3 иодом сос;?иненным с общей ши;?ой, и !)горой токостабилизирующий дву.(пол!оси ик (Bhiходным транзисторо >1, коллектор кот(>рого

СОЕ (И??(?! С >>КЯЗЯ!!!1Ь?31 OHOPI>ЫМ Э, 1 Ч IITOЧ. эталоннь ч резистороч, и(.!Го !Снныч з:!е:!ь эм и.п еря вы ходног0 тря из?к.тор я, f! и(то I! ИKO 011()pHÎГО НЯ I?p>?ж I I И н, н КH !(("1 ?: C О! Iорного элемента исноль!Oi3>!Ii рез!?стор 2 но втором токостабилизирую?цеч д!)уxfio,?к) ?HIK(МЕ>К.?Х О!!ОРН?>!М ИСТО IIHIKOx 11 КЯЗЯ>!НЫЧ

ИЗ ВХОДНЫХ ВЫВОДОВ ВКЛК>«СН ВНОВЬ ВЕЛЕНный первый резистор, общая т(>чкя которого с указанным источником опорно, о напряжения соединены с коллектором Ге?улирую?цего транзистора, вчхН01!ОС!!НК(! ?3К.?10 !ЕH БHOF>Ь В!3ЕД(I!!1Ый TCPMO«VBCTf3IfTC 11>Hi>I1i ЭГ?с>!(HT, i!PI! !EX! OOH! 251 ТO>Iка эта !01fHÎ!(> резистора и терчо«увстнительного эле IE нтя через второй в,!овь L !3c.?cHHhIH РЕЗИ("И>Р CO(,ii!i!CH2 С ДРУГИЧ 13XO;?Hl Dl выводоxi.

На «сртсжс представле:! стаои IIIH;Iтор, принципиальная электри«еская Eхе.;!а.

Стабилизатор содержит регу;?ируюн!ий транзистор ., базой соединенный с коллектором усилительного транзистора 2 и первым

Tокостабилизирующим двухпол)оcHHêом 3 и с выходом рсзисторнОГО делите,1я .4 ня!1ряжс—

Н11Я, Я ) Xi I!TTC Г OIIOP 0!> ЭЛС 3!(>H . ОЧ На резисторе,), ГO Ii! HcHHO>I с ко.i,iåêòîð )!>i ?3! I.(одного транзистора 6 втopofо ГокостябилизируlOH, его двух!?ол?осинка 7 с ист0 .ником опорного H i.??ряжения на стабилит роне 8 и резисторе 9, эталонном резисторе 10, термо чувствительном элементе 1 и резисторах 12—

l 3.

Падение нанряжеHHH на резисторе 5 используется кяк опорное.

Резисгор 12 улучи?ает стабилизацию напряжения, вносимую влиянием тока ка; рузки. Резистор 13 улучшает стабилизацик> напряжения, вносимую изменением входного напряжения. Терх!Очувствитель??ЫЙ элемент

11 улучшает и расширяет возможносгь термостабилизации. Схема может быть использована как для стабилизации низкого напряжения (ниже 2 В), так и для более высоких напряжений. В стабилизаторах напряжения выше 5 В резистор 5 можно включать последовательно со стабилитроном, второй выполняет роль опорного напряжения (на чертеже не показано).

При увеличении входного напряжения ток через регулирующий транзистор 1 и выходное напряжение несколько увеличивается. Увеличение выходного напряжения приводит к увеличению падения напряжения на резисторном де,тителе 4 и к увеличению напряжения база-эмиттер усилительного транзистора 2, который приоткрываясь, несколько увеличивает ток через резистор 5, увеличивая тем самым несколько опорное напряжение. Увел иче!?ие эмиттерно>

1 >) а

26

25 зг)

3 го тока усилительного тр; нзистора 2, следовя-.слы:о, и коллекторного, вызовет умень1!!(?1!!е ) к<1 0(l:>ы ре1 3, ?и pч:О!ц(>ГО тря нзистОр 1, к(0 Оpыi: IО,?зякроcTся и у 1(!Hьl?Iит вы— хо !i*,о(ня пряжен ие, HO на ноя жение ня Выхов;е ь:.)точ слу-?яе будет нес.(олько выше первонячальног0 !!Янряжения зя счет статической ошибк! и зя с н т уве,)ичения опорного напряжения. В нредл?!Гас:1ом стаоилизаторе резистор 5 (о!?орное напряжение) обтекястся ?!)ч3!>! токами: током эмиттера уси,1ительного транзист(ра 2 и стабилизированным током (коллекторным током выходного транзистора 6). Увеличени, эмиттерного тока усилительного транзистора 2, протекаю-!!Него через резистор 5, компенсируется ученьН!(НИЕ. КО, I, If" KTOP НОГО ТОК(! ВЫХОДНОГО 1РЯН:;!1 CT 0p 2 6.

1-)якло?! вольт-ампсрной характеристики второго токостабилизи рук).пего двухполюсн??кя 7 чо KHO выбрать TFIKHм, чтобы полность?0 исключить за виси. !Ость выхо,?нОГО напряжения стаоилизатор;! Напряжения от влияния на него изменения входного напряжения. Это достигается тем, что по резистору 10 протекает „ â2 тока: ток эмиттера выходно?о транзистора 6 и ток резистора

13. Протекая через резистор 10, составляющая тока вызывает подзакрытие выходного транзистора 6 и уменьшение тока его коллектора. Величиной тока ерез резистор 13 выбирается нужный наклон указанной вольтамперной характери:THKH, так как составляющая тока через резистор 13 прямо пропорциональна входному напряжению, то стабильность выходного напряжения стабилизатора сохраняется при широком диапазоне изменения выходного напряжения. При уменьшении входного напряжения схема работает аналогично, но в обратном порядке.

При увеличении тока нагрузки напряжение на выходе уменьшается, усилительный транзистор 2 призакрывается, ток эмиттера усилительного транзистора 2 уменьшается, ток базы регулирующего транзистора 1 увеличивается, регулирующий транзистор 1 приоткрывается, напряжение на выходе стабилизатора увеличивается. 1-!о напряжение на выходе устанавливается несколько меньшей величины за счет статической ошибки регулирования и уменьшения опорного напряжения, вызванного уменьшением тока эмиттера усилительного транзистора 2. Этим недостатком обладают все известные стабилизаторы напряжения. Искл?о«ение этого недостатка достигается включением резистора

12 последовательно со стабилитроном 8.

Включение этого резистора позволяет изменять наклон указанной вольт-амперной характеристики.

При > величении тока н??гр) зки стабилизатора напряжения возрас.-ает опорное напряжение, что приводит к увеличению тока выходного транзистора 9, опорного напря690463

ЦНИИПИ Заказ 596545 Тираж 1015 Подписное

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 жения на резисторе 5 и, следовательно, к повышению напряжения на выходе стабилизатора напряжения. Оказывается возможным подоором сопротивления резистора 12 полностью исключить нестабильность выходного напряжения от изменения в широком диапазоне тока нагрузки. Это объясняется тем, что увеличение опорного напряжения стабилизатора напряжения пропорционально току нагрузки, протекаюгцему по резистору 12.

В стабилизаторе напряжения имеются дополнительные возможности осуществлять термокомпенсацию, например, включением термочувствительных элементов (диодов, терморезисторов) в эмиттерную цепь вы одного транзистора 9 или применением термочувствительного элемента 11 с требуемым температурным коэффициентом. Таким образом возможно создание высокостабильных стабилизаторов напряжения, не зависягцих от влияния изменения входного напряжения, тока нагрузки и температуры.

Стабилизатор обеспечивает получение высокостабильного выходного напряжения как низковольтных (ниже 2 В), так и стабилизаторов с напряжением свыше 2 В. В известных низковольтных стабилизаторах особую трудность составляет получение высокостабильного напряжения из-за отсутствия низковольтных стабилитронов и сложности термокомпенсации. В стабилизаторах напряжения выше 2 В появляется дополнительная возможность улучшить стабилизацию и термокомпенсацию.

В стабилизаторе напряжения можно изменять наклон вольт-амперной характеристики, т. е. в зависимости от требований получить строго горизонтальную, падающую или имеющую некоторый подъем, например, для компенсации падения напряжения в линии.

Фор.т 10 азооретен!I.÷

Транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный последовательно в выходную цепь регулируюгций транзистор, базой соединенный с коллектором усилительного транзистора, который соединеki через первый токостабилизирующий двухполюсник с одним входным выво ом, база усилительного транзистора соединена с выходом резисторного делителя напряжения, включенного между выход10 ными выводами, а его эмиттер соединен с опорным элементом, другим BbIBQJoì соединенным с общей шиной и второй токостабилизирующий двухиолюсник с выходным транзистором, коллектор которого соединен с указанным опорным элементом, эталонным

15 резистором, включенным в цепь эмиттера выходного транзистора, и источником опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения точности стабилизации, в качсствс опорного элемента использован

20 резистор, а во втором токостабилизирующем двухполюснике между опорным источником и указанным из входных выводов включен вновь введенный первый резистор, общая точка которого с указанным источником опорного напряжения соединена с коллектором

25 регулирующего транзистора, а между эталонным резистором и эмиттером выходного транзистора второго токостабилизируюшего двухполюсника включен вновь введенный термочувствительный элемент, причем обЗ0 щая точка эталонного резистора и термочувствительного элемента через второй вновь введенный резистор соединена с другим входным выводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 284059, кл. G 05 F 1/56, 1968.

2. Патент США № 3538424, 323 — 22, 1970.