Стабилизатор напряжения

 

Устройство относится к электротехнике и может использоваться в качестве источника вторичного электропитания радиоаппаратуры. Устройство содержит транзисторы (Т) (1,4,6,8,10,11,13,14), резисторы (ПР) (2,3,5,7,9), источник тока (ИТ) (12). Регулирующий элемент (РЭ) составляет из Т (10,11,13,14). Чем больше результирующий коэффициент передачи РЭ по току, тем меньше влияние изменения тока нагрузки на режим работы источника опорного напряжения и, следовательно, на выходное напряжение. Технический результат - повышение температурной стабильности стабилизатора напряжения при изменении тока нагрузки. 2 ил.

Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания радиоаппаратуры.

Известны стабилизаторы напряжения (СН), обладающие высоким коэффициентом стабилизации, но имеющие низкую температурную стабильность, высокую сложность и, как следствие, низкую надежность /1/.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является СН, приведенный в /2/. На фиг. 1 показана схема прототипа, содержащая первый транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, первый и второй резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй транзистор, подключенный эмиттером к второму выводу первого резистора, третий резистор, подключенный первым выводом к точке соединения базы первого с коллектором второго транзисторов, третий транзистор, подключенный коллектором к выходной клемме, четвертый резистор, подключенный первым выводом к точке соединения второго вывода третьего резистора с эмиттером третьего транзистора, четвертый транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, а объединенными базой и коллектором - к точке соединения базы второго транзистора со вторым выводом четвертого резистора, пятый резистор, подключенный первым выводом к выходной клемме, а вторым - к точке, соединения базы третьего транзистора со вторым выводом второго резистора, пятый транзистор, подключенный эмиттером к выходной клемме, а коллектором к шине питания, шестой транзистор, подключенный коллектором к общей шине, шестой резистор, подключенный первым выводом к точке соединения коллектора первого транзистора с базой шестого транзистора, источник тока включенный между шиной питания и точкой соединения второго вывода шестого резистора с базой пятого и эмиттером шестого транзисторов.

Недостатком прототипа является небольшая температурная стабильность при изменении тока нагрузки.

Для повышения температурной стабильности при изменении тока нагрузки в схему прототипа, содержащую первый транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, первый и второй резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй транзистор, подключенный эмиттером к второму выводу первого резистора, третий резистор, подключенный первым выводом к точке соединения базы первого с коллектором второго транзисторов, третий транзистор, подключенный коллектором к выходной клемме, четвертый резистор, подключенный первым выводом к точке соединения второго вывода третьего резистора с эмиттером третьего транзистора, четвертый транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, а объединенными базой и коллектором - к точке соединения базы второго транзистора со вторым выводом четвертого резистора, пятый резистор, подключенный первым выводом к выходной клемме, а вторым - к точке соединения базы третьего транзистора со вторым выводом второго резистора, пятый транзистор, подключенный эмиттером к выходной клемме, источник тока, включенный между шиной питания и базой пятого транзистора, шестой транзистор, введены седьмой и восьмой транзисторы, подключенные базами к объединенным базе и коллектору шестого транзистора, эмиттеры шестого и седьмого транзисторов подключены к шине питания, коллекторы первого и седьмого транзисторов подключены к базе пятого транзистора, коллектор пятого транзистора подключен к эмиттеру восьмого транзистора, коллектор восьмого транзистора подключен к шине питания.

Заявляемый СН (фиг. 2) содержит первый транзистор 1, подключенный эмиттером к общей шине, первый 2 и второй 3 резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй транзистор 4, подключенный эмиттером к второму выводу резистора 2, третий резистор 5, подключенный первым выводом к точке соединения базы транзистора 1 с коллектором транзистора 4, третий транзистор 6, подключенный коллектором к выходной клемме, четвертый резистор 7, подключенный первым выводом к точке соединения второго вывода резистора 5 с эмиттером транзистора 6, четвертый транзистор 8, подключенный эмиттером к общей шине, а объединенными базой и коллектором - к точке соединения базы транзистора 4 со вторым выводом резистора 7, пятый резистор 9, подключенный первым выводом к выходной клемме, а вторым - к точке соединения базы транзистора 6 со вторым выводом резистора 3, пятый транзистор 10, подключенный эмиттером к выходной клемме, шестой транзистор 11, подключенный эмиттером к шине питания, источник тока 12, включенный между шиной питания и точкой соединения коллектора транзистора 1 с базой транзистора 10, седьмой транзистор 13, подключенный эмиттером к шине питания, а коллектором - к базе транзистора 10, восьмой транзистор 14, подключенный коллектором к шине питания, а эмиттером - к коллектору транзистора 10, базы транзисторов 11, 13 и 14 подключены к коллектору транзистора 11.

В схеме прототипа (фиг. 1) изменение ΔI_н потока нагрузки приведет к изменению ΔI_к1 тока коллектора транзистора VT1: где β₅, β₆ - коэффициенты передачи тока базы в схеме с общим эмиттером транзисторов VT5 и VT6 соответственно.

Это повлечет за собой изменение тока через температурностабильный источник опорного напряжения (транзисторы VTI - VT4) и изменение выходного напряжения.

В заявляемом устройстве (фиг. 2) регулирующий элемент (РЭ) составлен из транзисторов 10, 11, 13, 14. Можно показать, что результирующий коэффициент передачи РЭ по току, β_Σ определяется выражением; где I_Э10 - ток эмиттера транзистора 10; I_вΣ - результирующий входной ток РЭ, равный разности тока базы транзистора 10 и тока коллектора транзистора 13; β₁₀, β₁₄ - - коэффициенты передачи тока базы в схеме с общим эмиттером транзисторов 10 и 14 соответственно; K - коэффициент передачи по току повторителя, выполненного на транзисторах 11 и 13.

Из выражения (2) следует, что в зависимости от коэффициентов β₁₀, β₁₄ и K, значение β_Σ может быть сколь угодно большим. А чем больше β_Σ, тем меньше влияние изменения тока нагрузки на режим работы источника опорного напряжения и, следовательно, на выходное напряжение.

Таким образом, преимущество заявляемого СН перед прототипом состоит в повышении температурной стабильности СН при изменении тока нагрузки.

Библиографический список.

1 Горошков Б. И. Радиоэлектронные устройства: Справочник. -М.: Радио и связь, 1984. -(Массовая радиобиблиотека; Вып. 1076). -С. 379, рис. 16.42.

2 Кольцов И.Л. Схема стабилизатора напряжения // Электронная техника в автоматике: Сб. статей / Под ред. Ю.И. Конева. -М.: Радио и связь, 1984. -Вып. 15. -С. 162, рис. 2.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения, содержащий первый транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, первый и второй резисторы, подключенные первыми выводами к общей шине, второй транзистор, подключенный эмиттером к второму выводу первого резистора, третий резистор, подключенный первым выводом к точке соединения базы первого с коллектором второго транзисторов, третий транзистор, подключенный коллектором к выходной клемме, четвертый резистор, подключенные первым выводом к точке соединения второго вывода третьего резистора с эмиттером третьего транзистора, четвертый транзистор, подключенный эмиттером к общей шине, а объединенными базой и коллектором к точке соединения базы второго транзистора с вторым выводом четвертого резистора, пятый резистор, подключенный первым выводом к выходной клемме, а вторым - к точке соединения базы третьего транзистора с вторым выводом второго резистора, пятый транзистор, подключенный эмиттером к выходной клемме, источник тока, включенный между шиной питания и базой пятого транзистора, шестой транзистор, отличающийся тем, что в устройство введены седьмой и восьмой транзисторы, подключенные базами к объединенным базе и коллектору шестого транзистора, эмиттеры шестого и седьмого транзисторов подключены к шине питания, коллекторы первого и седьмого транзисторов - к базе пятого транзистора, коллектор пятого транзистора - к эмиттеру восьмого транзистора, коллектор восьмого транзистора - к шине питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2