Стабилизатор постоянного тока
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение температурной стабильности выходного тока стабилизатора. Устройство содержит последовательный регулирующий транзистор, датчик тока, первый и второй операционные усилители, первый и второй нетермокомпенсированные стабилитроны с токозадающими резисторами, первый и второй делители напряжения. Регулирующий транзистор, датчик тока в выходной цепи, первый делитель напряжения и второй стабилитрон образуют компенсационный стабилизатор тока. Цель достигается тем, что второй дифференциальный усилитель, второй делитель напряжения и первый стабилитрон образуют вспомогательный стабилизатор напряжения, выходное напряжение которого через первый делитель напряжения складывается с напряжением датчика тока и подается на вход первого дифференциального усилителя. Причем напряжения U<SB POS="POST">1</SB> и U<SB POS="POST">2</SB> первого и второго стабилитронов и их температурные коэффициенты γ<SB POS="POST">1</SB> и γ<SB POS="POST">2</SB> связаны с выходным током J<SB POS="POST">вых</SB> и сопротивлением датчика R<SB POS="POST">д</SB> следующим условием U<SB POS="POST">2</SB>-U<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>γ<SB POS="POST">2</SB>/γ<SB POS="POST">1</SB>=J<SB POS="POST">вых</SB><SP POS="POST">.</SP>R<SB POS="POST">д</SB>. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (l1)
А1 (51)5 С 05 F 1/56
=е4
1 ъ-, с ° : Ч<
1- и
„! р; ;:. ° ь с- I# t ,А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4212460/24-07 (22) 20,03.87 (46) 07.10.90. Бюл. Р 37 (72) Г.Н.Гулякович, Ю.М.Буккер и В.П.Сурнин (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Электронная техника в автоматике. М., Советское радио. Вып. 2, 197.1, с. 148-149. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках. вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель— повышение температурной стабильности выходного тока стабилизатора. Устройство содержит последовательный регулирующий транзистор, датчик тока, первый и второй операционные усилите ли, первый и второй нетермокомпенсированные стабилитроны с токозадающими
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, Целью изобретения является повышение температурной стабильности выходного тока стабилизатора.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного тока, Стабилизатор постоянного тока содержит регулирующий транзистор 1, подключенный коллектором к входной положительной шине питания, эмиттером — к выходной положительной шине, базой - к выходу первого дифференци2 резисторами, первый и второй делители напряжения. Регулирующий транзистор, датчик тока в выходной цепи, первый делитель напряжения и второй стабилитрон образуют компенсационный стабилизатор тока. Цель достигается тем, что второй дифференциальный усилитель, второй делитель напряжения и первый стабилитрон образуют вспомогательный стабилизатор напряжения, выходное напряжение которого через первый делитель напряжения складывается с напряжением датчика тока и подается на вход первого дифференциального усилителя. Причем напряжения О, и Ц первого и второго стабилитронов, и их температурные коэффициенты у и у,, связаны с выходным током I ц„ и сопротивлением .датчика R следующим условием. — U, у / г,= I« „R< . 1 ил. ального усилителя 2 сигнала рассогла © сования, инвертирующий вход которого к среднему выводу первого делителя напряжения, выполненного на резисто- © рах 3 и 4, крайние выводы которых соединены с крайними выводами второго делителя напряжения, выполненного ,на резисторах 5 и 6, точка соединения которых соединена с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя 7, выход которого соединен с входами делителей напряжения (точкой соединения резисторов 3 и 5), неинвертирующий вход — с выходной отрицательной шиной, объединенной с общими выводами делителей напряжения
1597869 г 2 + 1,25 (Uî 6}3
U2, U» K»/K2 66(Х
Ъ где П» э П
У1- p» K»/K< дт
Т бб!х В
4 (3) ФОРмУла изобретения к,/к = г,/у,.
Б к — U» 2 ». М»»
Т щ алых В
4 (4) 55 (точкой соединения резисторов 4 и 6), с отрицательным выводом питания усилителя 7, а первым выводом датчика 8 тока через первый нетермокомпенсиро5 ванный опорный стабилитрон 9, а с входной положительной шиной, объединенной с положительными выводами питания усилителей 2 и 7, через первый токовадающий элемент 10, отрицательный вывод питания усилителя
2 соединен с входной отрицательной шиной, с вторым выводом датчика 8 тока, неинвертирующий вход усилителя 2 соединен с отрицательной и положительной входными шинами соответственно через второй нетермокомпенсированный опорный стабилитрон 11 и второй токозадающий элемент 12.
Выходной ток I etx стабилизатора определяется выражением — напряжение стабили25 зации первого и второго стабилитронов соответственно;
К R4/ (R>+R+) кОэффициент переда чи первого делителя напряжения;
К =К /(R +R ) — коэффициент передачи второго делителя напряжения;
R . -. сопротивление датчи- 35
4 ка тока 8.
Величина температурной зависимости выходного тока 0I> д определяется как где у,, — температурные коэффициенты напряжений первого 45 и второго стабилитронов.
Условием температурной стабильности выходного тока является
С учетом (3) значение выходного термокомпенсированного тока опреде ляется соотношением
Выражение (4) справедливо при положительных значениях числителя, что выполняется, если напряжение первого стабилитрона 9 имеет несколько большее значение, чем -напряжение стабилитрона 11, поскольку температурные коэффициенты у» и у пропорциональны значениям напряжений первого и второго стабилитронов соответственно.
При напряжении U0 стабилитрона более 6 В коэффициент » определяется по формуле
Стабилизатор тока работает следующим образом.
При увеличении питающего напряжения произойдет увеличение выходного тока, что приведет к увеличению падения напряжения на датчике 8 тока, которое поступит через первый делитель напряжения на инвертирующий вход усилителя 2, последний уменьшит напряжение на входе регулирующего транзистора 1 и, следовательно, ток через него и нагрузку до ранее установленного значения, При увеличении температуры среды увеличиваются напряжения на стабилитронах 11 и 9, которые поступают на противоположные входы усилителя 2 и взаимно компенсируются, в результате выходное напряжение на выходе усилителя 2 не изменяется, следовательно, не изменяется и выходной ток стабилизатора.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет значительно повысить температурную стабильность выходного тока за счет введения второго нетермокомпенсированного опорного стабилитрона и второго дифференциального усилителя и соблюдения определенного соотношения между напряжениями стабилитронов с их температурными коэффициентами и значениями выходного тока и сопротивления датчика тока.
Стабилизатор постоянного тока,. содержащий регулирующий транзистор, подключенный коллектором к входной положительной шине питания, базой— к выходу первого дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу первого делителя напряжения, второй
159 78á9 делитель напряжения, датчик тока, включенный в эмиттерную цепь регулирующего транзистора, первый нетермокомпенсированный опорный стабилитрон и первый токозадающий элемент, причем катод первого нетермокомпенсированного опорного стабилитрона соединен через первый токозадающий элемент с положительным выводом питания nepl0 вого дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности выходного тока, в него до-полнительно введены вторые дифференциальный усилитель, нетермокомпенсированный oIIopHbIH стабилитрон и токозадающий элемент, причем анод второго нетермокомпенсированного опорного стабилитрона соединен с отрицатель- 2О . ной входной шиной питания, с отрицательным выводом питания первого дифференциального усилителя, с первым выводом датчика тока, второй вывод которого соединен с отрицательной вы- 25 ходной шиной, с анодом первого нетермокомпенсированного опорного стабилитрона, с отрицательным выводом питания второго дифференциального усилителя, с общими выводами первого и второго делителей напряжения, выход второго дифференциального усилителя соединен с входныг и выводами первого и второго делителей напряжения, инвертирующий вход — со средним выво35
U1 и ) у 661с R4 где UI, U напряжения первого и второго нетермокомпенсированных опорных стабилитронов; температурные коэффициенты первого и второго нетермокомпенсированных опорных стабилитронов; выходной ток стабилиза тора; сопротивление датчика тока.,I Ьаиг дом второго делителя напряжения, неинвертирующий вход — с катодом первого нетермокомпенсированного опорного стабилитрона, эмиттер регулирующего транзистора соединен с положительной выходной шиной, Heèíâåðòèрующий вход первого дифференциального усилителя подключен к катоду второго нетермокомпенсированного опорного стабилитрона, который через второй токозадающий элемент соединен с положительными выводами питания первого и второго дифференциальных усилителей и с положительной входной шиной питания, при этом напряжение нетермокомпенсированных опорных стабилитронов должны быть выбраны из следующего условия:
