Источник постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5!) 4 С 05 Р 1/56

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ, К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ма °,„

C©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 4137865/24-07 ! (22) 04.06.86 (46) 23.05.88. Бюл. М 19 (72) А.Д.Азаров, В.Я.Стейскал, В.П.Волков и А.Е.Рафалюк (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N6 521556, кл. G 05 F 1/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1256147, кл.С 05 F 1/56, 1985.

I (54) ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО- ТОКА . (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель

„„SU„„1397892 A1 изобретения — повышение температурной стабильности выходного тока. Введение в схему четырех транзисторов и третьего токозадающего резистора позволило исключить из нее второй стабилитрон и построить отражатель тока на двух резисторах. В результате на изменение выходного тока влияет относительный температурный дрейф сопротивлений этих резисторов, величина которых в 2-3 раза меньше величины абсолютного температурного дрейфа. Транзисторы образуют схему составных транзисторов, что уменьшает абсолютную величину дрейфа базовых токов транзисторов. 1 ил.

1397892

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повьш}ение температурной стабильности выходного тока источника.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема источника постоянного тока.

Источник постоянного тока содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6, седьмой 7, восьмой 8 биполярные транзис- 15 торы, первую 9 и вторую 10 группы иэ N параллельно включенных транзисторов, стабилитрон 11, первый 12, второй 13 и третий 14 эталонные резисторы, узел запуска, состоящий иэ 20 диода 15 и делителя напряжения на резисторах 16 и 17, выходную шину 18,ши.ну 19 питания. Эмиттеры транзисторов 1 и 9 и коллекторы транзисторов 8 и 10 подключены к шине 1Ь через резистор 2Э

l2, эмиттер транзистора 2 и коллектор транзистора 5 подключены к шине 2 через резистор 14. Эмиттеры транзисторов 4 и 10 и коллектор транзистора 7 подключены к пине 19 через 30 стабилитрон 11, эмиттер транзистора 3 и коллектор транзистора 6 подключены к шине 19 через резистор 13„

Базы транзисторов 1,2,5 и 9 объединены и подключены к коллектору транэис- 35 тора 2. Коллекторы транзисторов 9 объединены с базами транзисторов 10.

Коллектор транзистора 1 соединен с базой транзистора 8, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора gp

7, база которого соединена с базами транзисторов 3 и 4, с коллектором транзистора 4 и с первым выводом диода 15, другой вывод которого соединен со средним выводом делителя 45 напряжения на резисторах 16 и 17.

Коллектор транзистора 3 соединен с базой транзистора 6, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора

5. Транзисторы 1,2,6,7 и 9 выбраны одного типа проводимости, а остальные транзисторы — противоположного типа проводимости.

Источник тока работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения через делитель на резисторах 16 и

17 и диод 15 подается ток через тран эистор 4 в диодном включении на стабилитрон 11. Падение напряжения, возникающее при этом на транзисторе 4 и стабилитроне 11, прикладывается к базе транзистора 3 и резистору 13.

Транзистор 3 открывается и обеспечивает базовый ток транзистора 6. Транзисторы 3 и 6 и резистор 13 образуют генератор тока, ток которого протекает через транзистор 5, транзистор

2 в диодном включении и резистор 14.

Падение напряжения, возникающее на переходах эмиттер-база транзисторов

2 и 5 и резисторе 14 прикладывается к переходам база-эмиттер транзистора 1, транзисторов 9 и к резистору

12. Ток, формируемый генератором тока, собранном на транзисторах 1,10, 8 и 9 и резисторе !2, поступает на транзистор 7 и стабилитрон 11.

Значение выходного тока I источьмю ника тока определяется выражением

П« ДПн-а

1 ---- — --+ I — I + выл 6 }, }

Д116 ) — Д П6 . —,9

l Rim

R " эз-о R — э -1 )

1 1 b где V«напряжение на стабилитроне 11; Э 1- 9 э

llU — разность напряжений базаЬээ- эмиттер транзисторов 9,1 и 2,3 и 4; ээ и R сопротивления резисторов

12, 13 и 14 соответственно; базовый ток транзистора 3;

I6,9 — суммарный базовый ток транзисторов l и 9.

Для обеспечения минимальногo значениЯ Ыг,э4 и ДU6э,, тРанэисто ры 3, 4, 2 и 1 целесообразно изготавливать в интегральном исполнении.

Плотность токов, протекающих через все транзисторы схемы, должна быть одинакова, что позволяет минимизировать температурный дрейф разности напряжений Д116 транзисторов. Это достигается выбором значений резисторов 12 — 14, выбором количества транзисторов 9 и 10 и организацией связи эмиттеров транзисторов 10 с катодом стабилитрона ll, минуя транзистор 7. При изготовлении компонентов источника тока в едином технологическом цикле возможяо использование оди1 ночных транзисторов 9 и 10, площадь эмиттерных переходов которых в Il раз! 397892

5 U < + 6 06 -а+Т1 R>

bI ы(21. +

qqlI R

1з

Б3

+ бт („+1, 6"Б 1: + Тг

10 где bU

60Бэ -i

6 6э%4

R(выл

bR

bR,1

20 где и ц „, b U«< — температуриь дрейф напряжения стабилизации первого и второго стабилитронов;

Ц э < з, AU » в темпеРатУРный дрейф разности напряжений база-эмиттер между первым н пятым, вторым и шестым транзисторами; R<,R — сопротивления первого и второго резисторов;

ЬВ, Е К вЂ” температурный дрейф сопротивлений первого и второго резисторов; Il,I — значения токов, протекающих через первый и второй резисторы b I Б<, э э6 1 Б темпеРатурный дрейф базовых токов первого транзистора и п третьих транзисторов, второго транзистора и и четвертых тран- 35 эис торов .

В случае использования прецизионI ных стабилитронов К191Ф с ТКН, равным 0,00057/ С, прецизионных резисторов с ТКН, равным 5 10 !/OC, тран- 40 зисторов с температурным дрейфом разности напряжения база-эмиттер, равным 10 мкВ/ С, статическим коэф-. фициентом передачи тока P = 100 при условии, что дрейф базового тока сос- 45 тавляет 17/ С в диапазоне 100 С зна-. чение выходного тока изменяется на величину

Б9, 6ТБ больше, чем у транзисторов 1 и 8 соответственно.

Реэистивный делитель 16 и !7 рассчитывается таким образом, чтобы после выхода стабилитрона 11 на номинальный режим, диод 15 находился в закрытом состоянии, обеспечивая тем самым отсутствие связи между стабили-. троном II и шиной питания.

В известном источнике температурный дрейф выходного тока определяется выражением

6U yp+ 6 U6>< + Ii b R1

+ д 1!у + 6!.!Бэ 2.6+ Ik 6 Ró

Бл 44 R

0,045 10 + !О. 10 +О 4 10 Ф

bI (Э

2. вью 3 !

Температурный дрейф выходного тока в устройстве определяется выражением температурный дрейф напряжения стабилитрона 11; температурный дрейф разности напряжений базаэмиттер между транзисторами 3,4,2 и 1; температурный дрейф сопротивления 13 и 12;

1,, I z — значения токов, протекающих через резисторы 14 и !2 соответственно; и — коэффициент отражателя тока, определяе ый как отношение токов I к I

1 температурный дрейф базового тока транзисторов 1, 9 и 3.

По сравнению с известным источником тока в предлагаемом исключен второй стабилитрон, а отражатель тока построен на двух резисторах 12 и 14. В результате на изменение выходного тока устройства влияет относительный температурный дрейф сопротивлений резисторов 12 и 14, величина которых в 2-3 раза меньше величины абсолютного температурного дрейфа.

Транзисторы 9,10, 1 и 8, 2 и 5, 3 и 6, 4 и 8 образуют схему составных транзисторов, благодаря чему минимиэируется абсолютная величина дрейфа базовых токов транзисторов.

Таким образом, предлагаемый источник тока по сравнению с известным имеет в несколько раз меньше температурный дрейф выходного тока.

Формула из обре т Ения

+ 0,8 10 +0,8.!О +

-6 -6

0 045 10 +!О !О +О 4 10

+ !

О !

71,8 мкЛ.

Источник постоянного тока, содержащий четыре транзистора, две группы из N параллельно соединенных транзисторов, стабилитрои, два токоэадающих резистора, узел запуска, при1397892

Составитель В.Есин

Редактор Е.Папп Техред М.Ходанич Корректор М,Максимишинец

Заказ 2269/46 Тираж 866 Подписное

ВХИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чем эмиттеры первого транзистора и первой группы транзисторов соединены с выходным выводом через первый резистор, базы первого транзистора и первой группы транзисторов соединены с базой и с коллектором второго транзистора, эмиттер третьего транзистора соединен с шиной питания через второй резистор, а база соединена с базой и коллектором четвертого транзистора и с выходом узла запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного тока, в него введены четыре транзистора и третий токозадающий резистор, причем коллектор пятого и эмиттер второго тран— эисторов через третий резистор соединены с выходным выводом, база пято- 2О го и коллектор второго транзисторов объединены, эмиттер пятого транзистора соединен с эмиттером шестого транзистора, база и коллектор Которого соединены соответственно с коллектором и эмиттером третьего транзистора, коллектор седьмого транзистора соединен с эмиттером четвертого транзистора и с эмиттерами второй группы транзисторов, непосредственно а с шиной питания — через ста1 билитрон, база — с коллектором четвертого транзистора, эмиттер — с эмиттером восьмого транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора, а коллектор — с эмиттером первого транзистора и с коллекторами второй группы транзисторов, базы которых соединены с коллекторами первой группы транзисторов, при этом первый, второй, шестой седьмой транзисторы и первая группа транзисторов взяты одного типа проводимости, а остальные транэисторы— противоположного типа проводимости.