Стабилизатор постоянного напряжения

 

Область использования: в источниках вторичного электропитания. Сущность изобретения: устройство содержит пять биполярных транзисторов 1.4.5,8.10, четыре резистора 2.3.6,7 и диод 11 Транзисторы 1,4,10 имеют один тип проводимости, а транзисторы 5,8 - противоположный. Каскад на транзисторах 8,10 представляет собой усилитель мощности, построенный по схеме Шиклаи. Устройство может питать одновременно аналоговую и цифровую схемы по двум выходам. Устройство имеет повышенную температурную стабильность, а также высокую стабильность при изменении напряжения питания. 1 ил.

(19) Ец . (11} (51) 5 005 Г1 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5043191/07 (22) 22.05.92 (46) 15.10.93 Бюп Мя 37 — 38 (76) Рыбаков Андрей Павлович (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Область использования: в источниках вторичного электропитания. Сущность изобретения: устройство содержит пять биполярных транзисторов

1,4,5,8,10, четыре резистора 2,3,6,7 и диод 11, Транзисторы 1,4,10 имеют один тип проводимости, а транзисторы 5,8 — противоположный. Каскад на транзисторах 8,10 представляет собой усилитель мощности, построенный по схеме Шикпаи. Устройство может питать одновременно аналоговую и цифровую схемы по двум выходам. Устройство имеет повышенную температурную стабильность, а также высокую стабильность при изменении напряжения питания. 1 ил.

М

СР

CO

©

2001426

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, Известен стабилизатор напряжения (СН) с источником стабильного тока (ИСТ) на полевом транзисторе, где выходное напряжение создается стабильным током на резистивном делителе, Недостатками такого СН являются необходимость индивидуальной настройки источника стабильного тока (ИСТ) из-за значительного технологического разброса напряжения затвор-исток полевых транзисторои, малый ток нагрузки и большое Bblход11ое сопротивление.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является СН с ИСТ, Этот СН не требует подстройки выходного напряжения.

Прототип СН содержит первый транзистор p o — р-типа, эмиттер, которого присоединен к шине питания, база к точке обьединения первого и второго резистора, второй вывод которого присоединен к об1,811 шине; второй транз стор р — п-р-типа, э 1иттер которого присоединен к шине питания, база к точке обьединения коллектора первого транзистора и первого резистора, а коллектор, являющийся выходом СН, к третьему резистору, вторым выводом присоединенному к общей шине.

Недостатком прототипа является температурная нестабильность выходного напряжения, ма1ый ток нагрузки и большое выходное сопротивление.

Сущность изобретения состоит в том, 1то в стабилизатор постоянного напряжеllvlA содержащий первый транзистор, эмиттер которого подсоединен к первой шине п1гтани, последовательно соединенные первый 11 второй резисторы, точкой соединения подключенные к базе первого транзистора, свободным выводом первого резистора — к коллектору первого транзистора, а свободным выводом второго резистора — к второй шине питания, второй гранзис1ор, змиттер которого подсоединен к первой шине питания, а база подключена к коллектору первого транзистора, причем в качестве первого и второго транзисторов использoааны биполярные тран3истoры одного типа проводимости, отличающийся тем, что в него введены третий, четвертый и пятый транзисторы, третий и четвертый резисторы и диод, при этом коллектор третьего транзистора соединен с коллектором второго и базой четвертого транзи=-оров, эмиттер — с точкой соединен. > последовательно включенных третьего и че1вертого резисторов, свободный вывод третьего резистора подключен ко второй шине питания, а свободный вывод четвертого резистора — к базе третьего и эмиттеру четвертого транзисторов, коллектор четвертого транзистора соединен с базой пятого транзистора, эмиттер-коллекторная цепь которого через диод в прямом направлении подключена к эмиттеру четвертого транзистора, а эмиттером соединена с первой шиной питания, причем в качестве пятого

10 транзистора использован биполярный транзистор одного типа проводимости с первым и вторым транзистором, а в качестве третьего и,четвертого транзисторов использованы биполярные транзисторы с проводимость1о, противопо lo>KHGA flpoBo15 димости первого и второго транзисторов, транзистор 5, коллектор которого присоединен к коллектору транзистора 4, а эмиттер к резистору 6, второй вывод которого присоединен к общей шине, транзистор 8, база которого присоединена к точке объединения коллекторов транзисторов 4 и 5, транзистор 10, эмиттер которого присоединен к шине питания, база к коллектору транзистора 8, диод 11, анод которого, являющийся первым выходом СН, присоединен к коллектору транзистора 10 и нагрузке 12, вторым

40 выводом присоединенной к общей ши:1е, резистор 7, одним выводом присоединенный к точке объединения эмиттера транзистора 5 и резистора 6, а вторым выводом— к точке обьединения базы транзистора 5, эмиттера транзистора 8, катода диода 11, являющегося вторым выходом СН, и нагрузки 9; вторым выводом присоединенной к общей шине, Ток коллектора транзистора 4 имеет но45

50 ложительный температурный коэффициент

Компенсация температурной нестабильности осуществляется током, протекающим через резистор 7, который задается

11апряжением нэ эмиттером переходе транзистора 5, имеющим отрицательный

55 температурный коэффициент. Стабилизация режима по постоянному току и малое кроме того, коллектор пятого транзистора использован в качестве первого выходного вывода, а эмиттер четвертого транзистора— в качестве второго выходного вывода, На черте>ке показан стабилизатор.

Стабилизатор напряжения содержит

25 транзистор 1, эмиттер которого присоединен к шине питания, база к точке обьединения резистора 2 и резистора 3, второй вывод которого присоединен к общей шине, транзистор 4, эмиттер которого присоединен к шине питания, база к точке объединения коллектора транзистора 1 и резистора 2, ? 001426

E/Rs = р, /Вг.

При этом

+ L4a5 (1 + Бб/В7), 40 введены третий, четвертый и пятый транзисгоры, третий и четвертый резисторы и диод, rip« этом коллектор третьего транзистора соединен с коллектором второго и базой четвертого транзисторов, змиттер - с точкой соединения последовательно включенных третьего и четвертого резисторов, свободный вывод третьего резистора подкл1очен к второй шине питания, а свободный вывод четвертого резистора - к базе третьего и эмиттеру четвертого транзисторов, коллектор четвертого транзистора соединнен с базой пятого транзистора, эмиттер-коллекторная цепь которого через диод в прямом направлении подключена к эмиттеру четвертого транзистора, а эмиттером соединена с первой шиной пита ния, причем в качестве пятого транзистора выходное сопротивление на выходах U1и U7 обеспечивается эа счет глубокой отрицательной обратной связи в каскадах на транзисторах 5, 8 и 10. Диод 11 обеспечивает воэможность снижения первичного напря- 5 женил питания до уровня (Е - 0,3)В, как и в прототипе, беэ нарушения нормального режима СН. Каскад 11а транзисторах 8 и 10 представляет собой усилитель мощности, построенный на схеме Шиклаи, Он ослабля- 10 ет влияние токов нагрузки на режимный ток, текущий через резистор 6, в фэ — plo) раз, где Рв и 3Io — коэффициенты усиления базового тока транзисторов 8 и 10, Иэ ленения тока нагрузки 12 не влияют íа величину 15 тока нагрузки 9, так как через диод 11 течет лишь ток нагрузки 9. Это позволяет использовать данный СН для работы одновременно с аналоговой схемой по выходу Uz u цифровой схемой по выходу U1. Значитель- 20 ные колебания тока потребления, обычно имеющие место в цифровых схемах, Не будут оказывать влияние на аналогову.о схе му. Кроме температурной стабилизаци«1 выходного напряжения описываемый СН по 25 сравнению с прототипом имеет лучшую стабильность и при изменении напряжения питания. Суммарный ток, текущий через резистор 6 более стабилен, чем ток коллектора транзистора 4, за счет стабилизации 30 тока, текущего через резистор 7 и задаваемого напряжением на эмиттерном переходе транзистора 5.

Напряжение на выходе Uz и в общем случае описывается выраже11ием 35

Ог = Е Re/Rs ехр (— Rg . Е/(Бз p;)) +

Формула изобретения стАБилизАтОР пОстОяннОГО ндпРяж1:ния, содержащий первый транзистор, эмигтер которого подсоединен к первой шипе питания, последовательно соединенньн: первый и второй резисторы, ro ко соединения подключенные к базе пк рвог транзистора, свободным выводом первого резистора - к коллектору первого транзи- 50 стора, а своболным выводом второ о резистора - к второй шине питания, второй транзистор, эмиттер которого полсоединен к первой шине пита11ия, а база подключена к коллектору первого транзистора, причем в качестве первого и второго транзисторов использованы биполярные транзисторы одного типа проводимости, отличающийся тем, 4То в него гд» Е -- первичное напряжение пита11И Я;

Рг, Rs, Кб, R7 — сопротивление второго. третье;о, шестого и седьмого резисторов;

p — температурный потенциал;

05э5 напряжение на эмиттерном переходе транзистора 5, Стабилизация тока коллектора транзистора 4 осуществляется при условии и = Е К5/(Вэ ехр) +U6,5 (1 + RÄ/В7)

U1 = — 02+Од где 0» — напряжение, подающее на диоде 11.

Таким образо)л, данный СН по сравнению с прототипом имеет лучшую стабильность выходного напряжения, больший ток нагрузки, меньшее выходное сопротивление и более широкие функциональные возможности: два выхода, развязанные по токам нагрузки. Получить преимущества над прототипом без потери его полезных качеств можно только в совокупности признаков данного стабилизатора напряжения. (56) Хоровиц П. и Хилл У. Искусство схемотехники. "!.; Мир, 1983.

Патент CILIA

1л 3559121, кл. 307 — 297, 1972.

lE F E Journal of solid-state circuits, 40, vol, SC — 16, N. 4, August 1981.

2001426

Составитель С.Ситко

Редактор В.Трубченко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л,Ливринц

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3128

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 использован биполярный транзистор одного типа проводимости с первым и вторым1 транзисторами, а в качестве третьего и четвертого транзисторов использованы биполярные транзисторы с проводимостью,, противоположной проводимости первого и второго транзисторов, кроме того. коллектор пятого транзистора использован в качестве первого выходного вывода, а эмиттер четвертого транзистора - в качестве второго выходного вывода.