Стабилизатор напряжения

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ii) 539300

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2030207)07 (51) М. Кл,- G 05F 1/46 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.76. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 17.12.76 (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Г. Бойчук, Н. М. Огирко и P. А. Салимов

Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электропзмерительной техники и может быть использовано при построении аналоговых и цифровых электроизмерительных приборов и средств их метрологической поверки.

Известен стабилизатор напряжения, содержащий управляемый источник тока, уравновешенный мост с терморезисторами, подогреваемыми образцовым источником тепла (например, радиоактивным) и резнстивным нагревателем, подключенным к источнику тока последовательно с образцовым резистором, на котором выделяется стабильное выходное напряжение, и нуль-орган, управляющий источником тока.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор напряжения, содержащий управляемый генератор тока, в выходную цепь которого последовательно включен образцовый терморезистор, а управляющий вход соединен с выходом нуль-органа. Вход последнего подключен к одной из диагоналей уравновешенного моста с терморезисторами. Стабильность выходного напряжения в таком стабилизаторе определяется стабильностью образцового источника тепла, что вынуждает использовать весьма громоздкие и дорогостоящие радиактивные источники тепла, требующие надежной термоизоляцип от окружающей среды и радиационной защиты.

Цель изобретения — повышение точности при снижении требований к элементам — достшается тем, что по крайней мере одно из плеч моста выполнено с терморезистором, чувствительным к выделяемой в нем мощности, а последовательная цепь из образцового терморезистора и управляемого генератора тока подключена к другой диагонали моста.

На чертеже показана принципиальная схема

10 ошгсываемого стабилизатора напряжения.

Стабилизатор содержит управляемый генератор тока 1, в выходную цепь которого последовательно включен образцовый терморезпстор 2; уравновешенный мост 3, собранный

15 на резисторе 4, терморезисторе 5 и резисторах

6, т; нуль-орган 8, вход которого подключен к одной из диагоналей уравновешенного моста.

Условие равновесия моста

20 4 7 R3 R6 где R„R„-, Йс, R-, — сопротивление резисторов

4 — 7.

Сопротивление R; зависит от выделяемой в

25 терморезпсторе 5 мощности и окружающей температуры. Так как сопротивления R R6 и

Й-, термонезависимы, то равенство (1) выполняется прн условии

15 Р, г(1+ л,(T — T,)+ ),(P — Ре)J canst, (2) 53!9300 где а:„— ге»!!cpa! > pn(lil коэффициент сопротивления тсрморезистора 5, Т(! и Т вЂ” расчетное и действительное значения окружающей температуры, (); — чувствительность сопротивления терморезпстора 5 к изменению мощности, выделяемой в нем, Р,, Р— расчетное и действительное значения мощности, выделяемой в терморезисторе 5.

Из выражения (2) прп величш(с г тсрморезпстора 5, соответствующей равновесию схемы, следует (p — P,) = — а,(7 — Т,) или (3)

1 ь,г (1 Io) — 2< (7 7 о) где I(I, 1 — расчетное и действительнсе значения тока, протекающего через терморезистор 5.

Следовательно, при постоянстве окружающей температуры (T — Т, = 0) равновесие моста возможно при 1= Io, т. е. при стабильном токе I! генератора 1. При изменении тока

1, равновесие моста нарушается, поэтому на выходе нуль-органа 8 появляется сигнал, который с помощью генератора 1 восстанавливает преж((ее значение тока I!.

Есл11 окружающая температура изменяется, то равновесие моста 3 возможно при другом значении тока III и, следовательно, тока

I . Стабильность выходного напряжения

U„,,- = 1Я вЂ” — const получена за счет того, что образцовый терморезистор 2 выполнен температурно зависимым. Для определения его температуратурного коэффициента сопротивления принимают 1 — I(I — = ËI, нз уравнения (3) получают (оr ((Л!) + 2lohII — а, (Т вЂ” Т,); (4)

Л(=- — I, -!- ) it! — (Т вЂ” T,f . (5!

При равенстве сопротивлений плеч моста стабильность выходного напр!1женпя возможна при условии

Uâûõ: 2(о+ "1) "я (1+ай (о))=const; (6)

2r, (1, + I,ÿ,(Т вЂ” Т,) + Ы+

+ Л1а, IT — Т,) J = const, (7) гд(Гg — conpo !!Влснпе Ооразцового Tc1!. !Iopcзпстора 2 прп температуре То, с 1смпераТУPllhlй Оэффпци(е!т conPoTIIB.IcIIIIsl PеsllcTopa 2.

Условие (7) может быть реали:овано прп

Л1 (1 + а, (T — 7,) J = — I,õ, (7 — Т,); (8) оа (т — т,) (9) 1 —,†., (т — т,) 10

Из равенства правых частей уравнений (5) и (9) получают необходимый температурный коэффициент сопротивления выходного образцового терморезистора 2

1/

Io — p Io — (т — To)

Вот (10) 2

w/ 2 а (Т вЂ” т„) Р I(I — . (Т вЂ” T0) ,r

Стабильность выходного напряжения U„,„ зависит от стабильности тока II, сопротивления образцового терморезистора 2 и температурных коэффициентов сопротивления а> и а;.

Дальнейшее схемное усовершенствование следует пз равенства (1) и состоит в том, что при двух противоположных плечах (например, 5 и б) моста с терморезисторами, зависимыми

30 от выделяемой в них мощности, увеличивается чувствительность мостовой схемы.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения, содержащий управляемый генератор тока, в выходную цепь которого последовательно включен образцовый терморезистор, а управляющий вход сое40 динен с выходом нуль-органа, вход которого подключен к одной из диагоналей уравновешенного моста с терморезисторами, о т л и ч ающи и ся тем, что, с целью повышения точности при сниакснии требований к элементам, 45 по крайней мере одно из плеч моста выполнено с терморезистором, чувствительным и выделяемой в пем мощности, а последовательная цепь из образцового терморезпстора и управляемого генератора тока подключена к

50 другой диагонали моста.

Составитель С. Горбачева

Редактор Т. Юрчикова Техред М. Семенов Корректор Л. Котова

Заказ 2766(14 Изд. М 1852 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2