Стабилизатор постоянного напряжения

 

и градски орде Ле эле р й„ст..., у им. B. И. Ульянова (Ленина) и Иахтинский теЪМьлаг@ческйй институт (7! ) Заявители (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ределя как

Тп Ки К„.,„Кэ (2) 1

Изобретение относится к стабили" зированным источникам электропитания.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие регулирующий элемент, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, включенный последовательно с одним из входов усилителя сигнала рассогласования, делитель выходного напряжения 1 j и g2).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ста билизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между вход"

;ным и выходным выводами стабилизатора, генератор тока, включенный меж. ду входным выводом и обьединенными эмиттерами первого и второго транзисторов усилителя сигнала рассогласования, третий и четвертый транзис- . торы которого обьединены базами, причем коллектор и база первого транистора соединены с коллектором

2 третьего и базой второго транзисторов, а коллектор второго транзистора подключен к коллектору четвертого транзистора, делитель выходного напряжения,связанный с эмиттерами третьs его и четвертого транзисторов (.2).

Недостатком известных стабилизаторов является сравнительно высокое выходное сопротивление. Действитель". но, выходное сопротивление (R gy)

1в стабилизатора напряжения P2) при замкнутой петле общей отрицательной обратной связи определяется соотношением R x. ь (>)

ЪыХ + Т,„ где R. - выходное сопротивление

% стабилизатора при, ра.зомкнутой петле общей

20 обратной связи;

- петлевое усилие, опемое

550

3 989 где К =(Е /U - коэффициент усиления и ч. усилителя сигнала рассогласования;

К„ =Ч /V - коэффициент передачи

- -в — вью- — 4. повторителя напряже ния и регулирующего элемента;

К =Ч /Ч - коэффициент передачи а 1 ьь делителя выходного напряжения.

Как видно из (2), для определенного значения выходного напряжения (+=const) петлевое усилие в основном определяется коэффициентом усиления усилителя сигнала рассогласо вания К . Коэффициент усиления К для стабилизатора напряжения (2 j., определяется как сумма коэФфйциентов усиления по двум путям усиления сигнала рассогласования К „ и К, коэффициент К „ соответствует передаче сигнала по пути: Эмиттер четвертого транзистора, вход повторителя напряжения, а Ky — эмиттер третьего транзистора, коллектор третьего транзистора, база второго транзистора, вход повторителя напряжения. Как видно из рассмотрения путей усиления сигнала рассогласования, фаза передачи сигнала по первому и второму пути различается на 180, следовательно, о суммарный коэффициент усиления усилителя сигнала рассогласования можно определить как

К/ = „+ (Къ ) (3)

Наличие двух противофазных путей усиления в контуре общей отрицательной обратной связи значительно снижает петлевое усиление и тем самым увеличивает выходное сопротивление стабилизатора.

Целью изобретения является уменьшение выходного сопротивления стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор введены источник опорного напряжения и согласующий четырехполюсник, причем первый и второй входные выводы четырехполюсника соединены соответственно с выходным выводом стабилизатора непосредственно и с выходом делителя выходного напряжения через источник опорного напряжения, а первый и второй выходные выводы подключены соответственно к эмиттерам четвертого и третьего транзисторов, база и коллектор третьего транзистора объединены, а управляющий вход регулирующего элемента подключен к коллекторам второго и, четвертого транзисторов.

В четырехполюснике первый входной вывод объединен с вторым выходным выводом, второй входной вывод объединен с первым выходным выводом, а транзисторный регулирующий элемент выполнен в виде повторителя напряжения.

В четырехполюснике первый входной

1О вывод объединен с первым выходным выводом, второй входной вывод объединен с вторым выходным выводом, а транзисторный регулирующий элемент выполнен в виде инвертирующего каскада.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 и 3 — подсхемы, которые могут использоваться в качестве согласующего четырехполюсника; на фиг. 4 - регулирующий элемент, выполненный в виде повторителя напряжения; на фиг. 5 - то же, выпол1

;ненныи в виде инвертирующего каскада.

Стабилизатор напряжения (фиг.1)

2S содержИ. регулирующий элемент 1 вы1 ход которого соединен с выходным выводом 2 стабилизатора, генератор тока 3, соединенный с объединенными эмиттерами первого 4 и второго 5 транзисторов усилителя сигнала рас30 ,согласования, третий 6 и четвертый 7 транзисторы которого объединены базами, причем коллектор и база транзистора 4 соединены с коллектором и базой транзистора 6 и базой транзистора 5. Коллектор транзистора 5 подключен к коллектору транзистора 7 и управляющему выходу 8 регулирующего элемента 1; Первый выходной вывод 9 и второй выходной вывод 10 со о гласующего четырехполюсника 11 подключены к эмиттерам транзисторов 6 и 7 соответственно, первый входной вывод 12 согласующего четырехполюсника 11 подключен к выходному выводу

45 2 стабилизатора, а его второй входной вывод 13 подключен к первому выводу 14 источника опорного напряжения 15, второй вывод 16 которого подключен к общей точке первого 17 о и второго 18 резисторов делителя выходного напряжения 19. Резистор 18 подключен к общей шине 20, а генератор тока 3 и регулирующий элемент 1 подключен к выходному выводу 21 ста55 билиэатора.

В качестве согласующего четырехполюсника 11 используются подсхемы (фиг ° 2 и 3) °

9895 формула изобретения

При использовании согласующего четырехполюсника 11, d-матрица которого имеет вид, =(, ) регулирующий элемент 1 выполняется в виде повторителя напряжения (фиг.4); при использовании. согласующего че" тырехполюсника 11, описываемого

cf-матрицей 30

ы=(, ) регулирующий элемент 1 выполняе тся в виде инвертирующего каскада (фиг.5).

Рассмотрим работу устройства О (фиг. 1).

Уменьшение выходного сопротивления стабилизатора. достигается за счет увеличения петлевого усиления.

Петлевое усиление для стабилизатора 2в определяется следующим выражением:

7 У 99 (4) где К =9>/V< - ° коэффициент усилеY-ния усилителя сигнала рассогласова- д ния;

К =V . /V - коэффициент переда рЭ Еых чи регулирующего, элемента

K = V /V - коэффициент переда- 1Е

- 8ьй чи делителя выходного напряжения 19.

Коэффициент усиления дифференциального усилителя рассогласования (первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 транзисторы) можно представить в виде

Чл

{5) где K - коэФФициент усиления,- сол ответствующий передаче сиг- нала по пути: эмиттер транзистора 7, коллектор тран- . зистора 7, управляющий вход регулирующего элемента l;

К - эмиттер транзистора 6, кол1/р. лектор транзистора 6, база транзистора 5, коллектор транзистора 5, управляющий вход регулирующего элемента 1.

Для предлагаемого стабилизатора напряжения- коэффициент усиления усилителя сигнала рассогласования К

t за счет исключения противофазных путей усиления сигнала ошибки в 5-7 раэ больше коэффициента усиления К изИ вестного стабилизатора.

Следовательно, принимая во внимание то, что петлевое усиление при оди50 6 наковых значениях коэффициентов пере" дачи регулирующего элемента и делителя выходного напряжения зависит только от коэффициента усиления усилителя сигнала рассогласования {2) и (4), можно сделать вывод, что выходное сопротивление предлагаемого стабилизатора в 5-7 раз ниже, чем у известного стабилизатора.

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный регу лирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами стабилизатора, генератор тока, включенный между входным выводом и объединенными эмиттерами первого и второго транзисторов усилителя сигнала рассогласования, третий и четвертый транзисторы которого объединены базами, причем коллектор и база первого транзистора соединены с коллектором третьего и базой второго транзисторов, а коллектор второго транзистора подключен к коллектору четвертого транзистора, делитель выходного напряжения, связанный с эмиттерами третьего и четвертого транзисторов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения выходного сопротивления стаби лизатора; в него введены источник опорного напряжения и согласующий четырехполюсник, причем первый и вто. рой входные выводы метырехполюсника соединены соответственно с выходным выводом стабилизатора непосредственно и с выходом делителя выходного напряжения через источник опорного напряжения, а первый и второй выходные выводы подключены соответственно к эмиттерам четвертого и третьего транзисторов, база и коллектор третьего транзистора объединены, а управляющий вход регулирующего эле" мента подключен к коллекторам второго и четвертого транзисторов.

2. Стабилизатор по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в четырехполюснике первый входной вывод объединен с вторым выходным выводом, второй входной вывод объединен с пер. вым выходным выводом, а транзисторный регулирующий элемент выполнен в виде повторителя напряжения.

3. Стабилизатор по и.. 1, о т л ич а ю шийся. тем, что в четырехплюснике первый входной вывод объединен с первым выходным выводом, вто7 989550 8 рой входной вывод объединен с вторым 1. Полянин К.П. Интегральный стаII п выходным выводом, а транзисторный билизатор напряжения. M., Энергия регулирующий элемент выполнен в виде 1979, с. 141, рис. 5- 11. инвертирующего каскада. 2. Linear integrated circuit

Источники информации, О.А.Т.А. Book, vol 22, January 1980, принятые во внимание при экспертизе . р. 287, рис. F178.

989550

Заказ 11130/68

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

«Ф е

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Есин

Редактор М. Петрова Техред Т.Фанта Корректор Г. Огар