Двухполярный стабилизатор постоянного напряжения

 

ДВУХПОПЯРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первьй и второй регулирующие элементы , силовые входы которая, соеди--. нены соответственно с первым и вторым входными вьшодами, первый и второй делители выходного напряжения, источник тока, усилитель сигнала рассогласования иа первом, втором, третьем и четвертом транзисторах, / причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, а баэы подключены соответственно к общей шине и выходу первого делителя выходного напряжения, токозадакиций резистор и узел задания статического режима , первый выход которого соединен с управляющим входом первого регулирующего элемеита и коллектором первого согласующего транзистора, а второй выход - с управляющим входом второго регулирующего элемента и коплектором второго согласующего транзистора , коллектор первого транзистора соединен с первым выходом источника тока и базой первого согласующего транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, выход первого регулирующего элемента соединен с первым выходным выводом и входом первого делителя, а выход второго регулирующего элемента соединен с вторым выходным выводом и входом второго делителя-выходного напряжения, отличающий§ с я тем, что, с целью расширения диапазона регулировки выходного на (Л пряжения, база третьего транзистора соединена с выходом первого делителя , коллектор подключен к входу источника тока, а эмиттер через токозадающий резистор соединен с эмиттерами первого и второго транзисторов и с общим выводом второго де00 лителя напряжения, база четвертого оо ел . транзистора соединена с вторым выходом источника тока и с коллектором второго транзистора, коллектор 00 СХ) соединен с первым выходным выводом, а эмиттер подключен к эмиттеру второго согласующего транзистора, база которого соединена с общей ИННОЙ, выход второго делителя соединен с общим выводом первого делителя , общий вывод источника тока подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента.

ае аи

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<(59 G 05 Р 1 56 л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKONIV СВИДатщЬСтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTPf1 (21) 3600180/24-07 (22) 03.06.83 (46) 07.01.85. Бюп. Ф 1 (72) В.И. Анисимов, А.Б. Исаков, М.В. Капитонов, Н. Н., Прокопенко и Ю.M. Соколов (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) и Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (53) 621.316. 722. 1(088.8) (56) 1. "Зарубежная радиоэлектроника", 1979, Ф 1.

) ° . Linear integrated circuit

D.À.Т.А. ВООК, vol. 27, June 1982, . f ig. Р 157. (54) (57) ДВУХПОПЯРНЫИ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый и второй регулирующие элементы, силовые входы которы соеди- . нены соответственно с первьлк и вторым входными выводами, первый и второй делители выходного напряжения, источник тока, усилитель сигнала рассогласования на первом, втором, третьем и четвертом транзисторах, причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, а базы подключены соответственно к общей шине и выходу первого делителя выходного напряжения, токозадаклций резистор и узел задания статического режима, первый выход которого соединен с управляклцим входом первого регулирующего элемента и коллектором первого согласукицего транзистора, а второй выход — с управляющим входом второго регулирующего элемента и коллектором второго согласующего транзистора, коллектор первого транзистора соединен с первым выходом источника тока и базой первого согласующего транзистора, эмиттер кото" рого подключен к общей шине, выход первого регулирующего элемента соединен с первым выходным выводом и входом первого делителя, а выход второго регулирующего элемента соединен с вторым выходным выводом и входом второго делителя выходного напряжения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения диапазона регулировки выходного напряжения, база третьего транзистора соединена с выходом первого делителя, коллектор подключен к входу ис. точника тока, а эмиттер через токозадающий резистор соединен с эмнттерами первого и второго транзисторов и с общим выводом второго делителя напряжения, база четвертого транзистора соединена с вторым выодом источника тока и с коллектором второго транзистора, коллектор соединен с первым выходным выводом,,а эмиттер подкпючен к эмиттеру второго согласующего транзистора, база которого соединена с общей линой, выход второго делителя соединен с общим выводом первого делителя, общий вывод источника тока подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента.

1133588

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения постоянного тока. 1

Известны двухполярные непрерывные стабилизаторы постоянного напряжения последовательного типа, содержащие первый и второй регулирующие элементы, первый и второй усилители сигнала рассогласования, узел задания статического режима, источник tO опорного напряжения, первый и второй делители выходного напряжения (1) и (2) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двухполярный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй регулирующие элементы, первый и второй дифференциальные усилители сигнала рассогласования с двумя противофазными выходами, первый и второй делители напряжения, источник опорного напряжения, источник тока, токозадающнй резистор, первый и второй согласующие транзисторы и узел задания статического режима, состоя25 щий из цепи запуска и первого и второго источников опорного тока, причем первый усилитель состоит из первого и второго транзисторов, эмиттеры которых объединены, а базы подключе- З0 ны соответственно к общей щине и к выходу первого делителя, коллектор первого транзистора соединен с первым выходом источника тока и базой первого согласующего транзистора, кол- 35 лектор которого связан с первым вИходом узла задания статического режима и управляющнм входом первого регулирующего элемента, второй усилитель состоит из третьего и четвер- 40

-того транзисторов, эмиттеры которых объединены, а базы подключены соответственно к выходу источника опорного напряжения и выходу второго делителя напряжения, коллектор треть-45 его транзистора соединен с вторым выходом источника тока и с базой второго согласующего транзистора, коллектор которого связан с управляющим входом второго регулирующего 50 элемента и вторым выходом узла задания статического режима, вход источника тока через токозадающий резистор подключен к общей шине и к эмит! терам первого и второго согласующих . 55 транзисторов, к коллектору четвертого транзистора, к общему выводу источника опорного напряжения и к общему выводу второго делителя, выход первого регулируемого элемента соединен с первым выходным выводом, с обшим выводом источника тока, с входом первого делителя и с коллектором второго транзистора, выход второго регулирующего элемента связан с входом второго и с общим выводом первого делителей, с вторым выходным выводом и с общими выводами первого и второго усилителей, силовые входы первого и второго регулирующих элементов соединены соответственно с первым и вторым входными выводами и с узлом задания статического режима f2).

Недостаток известного стабилизатора состоит в том, что он имеет сравнительно небольшой диапазон регулировки выходного напряжения.

В известном стабилизаторе минимальное выходное напряжение, равно напряжению внутреннего источника опорного напряжения. Однако, так как источник опорного напряжения выполнен с использованием стабилитрона, то минимальное выходное напряжение ограничено 7 В, т.е. напряжением пробоя интегрального стабилитрона.

Целью изобретения является расширение диапазона регулировки выходного напряжения стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в двухполярном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем первый и второй регулирующие элементы, силовые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входными выводами, первый и второй делители выходного напряжения, источник тока, усилитель сигнала рассогласования на первом, втором, третьем и четвертом транзисторах, причем эмиттеры первого и второго транзисторов объединены, а базы подключены соответственно к общей шине и к выходу первого делителя выходного напряжения, токозадающий резистор и узел задания статического режима, первый выход которого соединен с управляющим входом первого регулирующего элемента и коллектором нервого согласующего транзистора, а второй выход — с управляющим входом второго регулирующего элемента и коллектором второго согласующего транзистора, коллектор первого транзистора соединен с первым выходом

3 588

55

3 113 источника тока и базой первого сог- т ласующего транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, выход первого регулирующего элемента соединен с первым выходным выводом н входом первого делителя, а выход второго регулирующего элемента — с вторым выходным выводом и входом второго делителя выходного напряжения, база третьего транзистора соединена с выходом первого делителя, коллектор подключен к входу источника тока, а эмиттер через токозадающий резистор соединен с эмиттерами первого и второго транзисторов и с общим выводом второго делителя напряжения, база четвертого транзистора соединена с. вторым выходом источника тока и с коллектором второго транзистора, коллектор— с первым выходным выводом, а эмиттер — с эмиттером второго согласующего транзистора, база которого подключена к общей шине, выход второго делителя соединен с общим выводом первого делителя, общий вывод источника тока подключен к управляющему входу первого регулирующего элемента.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства;

Двухполярный стабилизатор постоянного напряжения содержит первый 1 и второй 2 регулирующие элементы, первый 3 и второй 4 делители выходного напряжения, источник 5 тока, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 транзисторы, первый 10 и второй 11 согласукяцие транзисторы, токозадающий резистор 12,. узел 13 задания статического режима, состоя= щий из первого 14 и второго 15 источников опорного тока и цепи 16 saпуска. Первый выход 17 узла 13 соединен с управляющим входом регулирующего элемента 1, с коллектором транзистора 10 и с общим выводом источника 5 тока. Второй выход 18 узла 13 соединен с коллектором транзистора 11 и с управляющим входом регулирующего элемента 2.

Силовые входы регулирующих элементов 1 и 2 соединены соответственно с первым 19 и вторым 20 входными выводами, к которым также подключен узел 13. Первый выход 21 источника

5 тока соединен с базой транзистора

f0

10 и с коллектором транзистора 6, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 7 и через первый резистор подключен к эмиттеру транзистора 8. Второй выход 22 источника 5 тока соединен с базой транзистора 9 и с коллектором транзистора 7, база которого подключена к выходу делителя 3 и к базе транзистора В.

Коллектор транзистора 8 соединен с входом 23 источника 5 тока. База транзистора 6 соединена с общей шиной 24 стабилизатора, к которой также подключены эмиттер транзистора

10 и база транзистора 11. Выход регулирующего элемента 1 соединен с первым выходным выводом 25, с входом первого делителя 3 и с коллектором транзистора 9, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора

11. Выход регулирующего элемента 2 соединен с вторым выходным выводом

26 и с входом второго делителя 4, выход которого соединен с общим выводом первого делителя 3. Общий вывод второго делителя 4 соединен с эмиттерами транзисторов 6 и 7. Делитель 4 выполнен на резисторах 27 и

28, а делитель напряжения 3 — на резисторах 29 и 30.

В стабилизаторе постоянного напряжения усилители сигнала рассогласования каналов стабилизации положительного и отрицательного напряжений функционально совмещены с источником опорного напряжения.

Статический режим транзисторов

6-8 задается следуккцим образом. Транзисторы 7 и 8 выполняются с различными площадями переходов эмиттербаза Яэу причем БЭВ 7 S97 Тогда. при равных токах эмиттеров I возникает разность напряжений эьуттербаза Ьбэ, и токи эмиттеров транзисторов 6-8 определяются очевидным соотношением эь X„= щ "эб7,8 R„(1) где R<< — значение сопротивления тока задающего резистора 12.

Опорное напряжение V Ä определяется соотношением

V =Цб +AU 6 — у (2)

Зц э7 оА э 7 э 78 R где U — напряжение эмиттер-база бт транзистора 7;

1133588

R — значение сопротивления

Л пер вог о резистора 27 делителя 4.

Термокомпенсация опорного напряжения достигается благодаря компенсации отрицательного температурного коэффициента напряжения эмиттер-база (U 7) положительным температурным коэффициентом разности напряжений эмиттер-база (U ). Тогда получим 10

z,8

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет в шесть раз расширить диапазон регулировки выходного напряжения по сравнению с известньм стабилизатором. где hE . — экстраполированная шири5 (о) на запрещенной зоны кремния при абсолютном уле (g E>,(îj=1ф205 B);

U — значение напряжения

9о(о)

20 эмиттер-база при температуре То ш — коэффициент, зависящий от технологии изготовления интегральных микросхем;

P =kT/g — температурный потенциал;

Т вЂ” текущее значение температуры.

Дифференцируя по температуре 30 выражение (2) с учетом (3), определим значение Uoп при котором выполняется условие термокомпенсации

Ооо= э, о)-Оgo(o)+И96 в = ФО58 °

Выражения (1) и (4) позволяют определить значения сопротивлений резисторов 12 и 27 при заданных токах эмиттеров транзисторов 6-8.

Напряжение на выходах 25 и 26 стабилизатора определяются соотношениями

В 15 on 19 90 )o

Где Вд R19< К1p значения сопротивлений резисторов 28-30, входящих в делители 3 и 4.

Из рассмотрения выражения (5) следует, что минимальное выходное напряжете составляет +1,2 В.

Устройство работает следующим о6разом.

При уменьшении по какой-либо причине напряжения на первом выходе 25 стабилизатора, часть его через делитель 3 подается на вход усилителя сигнала рассогласования. Усилитель сигнала рассогласования выделяет и усиливает разностный сигнал, который с выхода усилителя через согласующий транзистор 10 подается на управляющий вход регулирующего элемента 1.

Транзисторы регулирующего элемента 1 приоткрываются, компенсируя тем самым уменьшение выходного напряжения.

При уменьшении по какой"либо причине напряжения на выходе 26 стабилизатора (т. 26 становится более отрицательной), часть его через резистор 28 и делитепь 3 напряжения подается на вход усилителя сигнала рассогласования. Усилитель сигнала рассргласования вццеляет и усиливает разностный сигнал, который с выхода усилителя через транзисторы 9 и 11 подается на управляющий вход регулирующего элемента 2. Транзисторы регулирующего элемента 2 призакрываются, компенсируя тем самым уменьшение напряжения на выходе 26 стабилизатора.

1 133 588

Составитель В. Есин

Техред М„Гергель

Редактор В. Данко

Корректор Е. Сирохман

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

Заказ 9947/40 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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