Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцнвйнстниесннк

Ресиубиик (n)896607

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 05. 80 (21) 2917939/24-07 с присоединением заявки HP (51)м. КЛ.3

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

6 05 Г 1/56 (23) Приоритет

Опубликовано 07.0182 Бюллетень М 1 (53) Ю14621. 316. .722.1 (088.8) Дата опубликованияописания р7. 01.82 (72) Авторы изобретения

В.И. Анисимов, М.В. Капитонов, A.Â. Лещук, К.П. ПоЛянин,Н.Н. Прокопенко и Ю.N. Соколов

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах вторичных источников питания.

Известны схемы непрерывных стабилизаторов постоянного напряжения .последовательного типа, содержащие регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования и источники опорного найряжения и тока, соединенные со входом стабилизатора 1 11.

Один из недостатков таких стабилизаторов — сравнительно невысокий коэффициент стабилизации.

Наиболее близким по технической 15 сущности к предлагаемому является

Стабилизатор постоянного напряжЕния, содержащий регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к вы- 20 ходу регулирующего элемента и выходной клемме, источник опорного тока, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента и выходом усилителя сигнала рассогла- 25 сования, а вход - с входной клеммой и входом регулирующего элемента,источник опорного напряжения, выкод которого соединен со вторым входом усилителя сигнала рассогласования и . ЗО который включает в себя токозадающий двухполюсник, первый вывод которого подключен ко входу регулирующего элемента, а второй вывод соединен с общей шиной через последовательно включенные элемент опорного напряжения и первый стабилитрон,второй стабилитрон, подключенный к базе токостабилизирующего транзистора и через диод соединенный с первым стабилитроном, делитель выходного эталонного напряжения, включенный между общей шиной и эмиттером токостабилизирующего транзистора, выходной транзистор, база которого соединена с токозадающим двухполюсником и элементом опорного напряжения, а коллектор соединен с управляющим входом источника опорного тока, управляемый стабилизатор тока, выход которого соединен со вторым стабилитроном (2).

Недостатком указанного стабилизатора является невысокий. коэффициент стабилизации, что обусловлено сравнительно высокой нестабильностью выходного напряжения опорного источника при .изменении напряжения на входе стабилизатора.

896607 где hU Sx " AU>b>x приращение напряжений на входе и выходе стабилизатора; постоянные уровни напряжения на входе и выходе стабилизатора. содержит две соси вх вых

Коэффициент К тавляющие

1 1 1

К К К с7. сто (2) сй Ву, U вых

+U выл U sx

Цель изобретения — повышение коэффициента стабилизации стабилизатора постоянного напряжения.

Иоставленная цель достигается тем, что управляющий вход управляемого стабилизатора тока соединен с коллектором токостабилизирующего транзистора, а его вход подключен к эмиттеру выходного транзистора.

Схема предлагаемого стабилизатора постояцного напряжения приведена t0 на чертеже.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, выход которого соединен с первым входом усилителя 2 сигнала рассогласования. Выход усилителя 2 соединен с управляющим входом регулирующего элемента 1 и выходом источника 3 опорного тока. Второй вход усилителя

2 подключен к выходу источника 4 опорного напряжения. Источник 4 опорного напряжения включает в себя токозадающий двухполюсник 5,первый вывод которого подключен к силовому входу регулирующего элемента, а второй вывод соединен с общей шиной через последовательно включенные элемент 6 опорного напряжения и первый стабилитрон 7. Второй стабилитрон 8 опорного источника 4 подключен к базе токостабилизирующего тран- Зо зистора 9 и через диод 10 соединен с первым стабилитроном. Делитель 11 выходного эталонного напряжения источника 4 включен между общей шиной и эмиттером транзистора 9. База 35 выходного транзистора 12 соединена с двухполюсником 5 и со вспомогательным источником 6, его коллектор подключен ко входу источника 3 опорного тока, а эмиттер соединен с суммирующим узлом управляемого стабилизатора 13 тока. Вход управляемого стабилизатора 13 тока соединен с коллектором транзистора 9, а его выход подключен к базе транзистора

9. Входом стабилизатора постоянного Ю напряжения является силовой вход регулирующего элемента, выходом — выход регулирующего элемента.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. 50

Источник 4 опорного напряжения этого стабилизатора имеет более высокую стабильность выходного напряжения U îò изменения входного напряжения 0 „по сравнению с источни- 55 ко << опорного напряжения известного стабилизатора, что и обусловливает повышенный коэффициент стабилизации предлагаемого стабилизатора. Действительно, коэффициент стабилизации стабилизатора на спряжения при R „=

const определяется соотношением: где К т„- составляющая коэффициента. стабилизации, обусловленная конечностью летлевого усиления стабилизатора и неидеальностью регулирующего элемента 1 и источника 3 опорного тока; т Щ„U „eTon U X является составляющей коэффициента стабилизации, обусловленной нестабильностью выходного напряжения 0 источника 4 опорного напряжения при изменении входного напряжения U

ЬО gX коэффициент ста топ ау бильности источника опорного напряжения при изменении напряжения на входе стабилизатора.

Из соотношений (2) и (3) следует, что при большом петлевом усилении стабилизатора (К т - < ) ст коэффициент стабилизации К ограничен конечным значением коэффициента стабильности К т .и источника оп опорного напряжения.

Можно показать, что коэффициент стабильности К „ „ источника 4 опорного напряжения стабилизатора определяется приближенным соотношением 0 R +R +Ê и

Sx 5 А6 А1 Эых 9 ДЯ стоп ьц " „+ Р,.Х„

А6 Д1 АВ А где R - сопротивление двухполюсника 5;

R — дифференциальное со* противление вспомогательного источника 6 опорного напряжения; и и R - дифференциальные сопротивления стабилитронов 7 и 8;

R> - выходное сопротивлеВых ние управляемого стабилизатора тока;

К, - коэффициент передачи делителя 11 (Кд <1).

Из соотношения (4) следует, что коэффициент Кст „ для стабилизатора может достигать очень большой величины. Так, при В5 = 20 кОм, Вд =

896607 (5) К т

* А

При йв д<, = 500 кОм, R> 100 Ом, 8

Кд 0,5 получаем К „ = 10+, т.е. в 40 раз меньше, чем для предлагаемого стабилизатора.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения имеет в 10-40 раз более высокий ° коэффициент стабилизации по сравнению с известным стабилизатором,что обусловлено повышенной стабильностью

его источника опорного напряжения от изменения входного напряжения.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к выходу регулирующего элемента и выходной клемме, источник опорного тока, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента и выходом»усилителя сигнала рассогласования, а вход — с входной клеммой и входом регулирующего элеRp, R* = 10Ь OM, R )(200 кОм ч 8 Ф аыху В у

К, = 0,5 получаем Кст „= 4-10

В известном стабилйзаторе суммирующий узел управляемого стабилизатора тока соединен непосредственно со входом стаблизатора, поэтому для этого стабилизатора коэффициент

К „ сравнительно невысок и определяется соотношением мента, источник опорного напряжения, выход которого соединен со вторым входом усилителя сигнала рассбгласования и который включает в себя токозадающий двухполюсник, первый вывод которого подключен ко входу. регулирующего элемента, а второй вывод соединен с общей шиной через последовательно включенные элемент опорного напряжения и первый стабилитрон, второй стабилитрон,подключенный к базе токостабилизирующего транзистора и через диод соединенный с первым стабилитроном, делитель выходного эталонного напряжения, включенный между общей шиной

15 и змиттером токостабилизирующего транзистора, выходной транзистор, база которого соединена с токозадающим двухполюсником и элементом опорного напряжения, а коллектор

Щ соединен с управляющим входом источника опорного тока, управляемый стабилизатор тока, выход которого соединен со вторым стабилитроном, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации, управляющий вход управляемого стабилизатора тока соединен с коллектором токостабилизирующего транзистора, а его вход подключен к эмиттеру выходного транзистора..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2345761, кл. G 05 F 1/56.

2. Гребен A.Á. Проектирование аналоговых интегральных схем. М., "Энергия". 1976, с. 127, рис. 6-4., 896607

Составитель В. Соловьев

Техред 3 Фанта Корректор О. Билак

Редактор И. Михеева

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ ГосударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11698/37 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4