Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах различного назначения, в частности в усилителях, генераторах, устройствах автоматики и другой аппаратуре, к которой предъявляются высокие требования к стабильности питающих напряжений. The invention relates to electronic equipment and can be used in electronic devices for various purposes, in particular in amplifiers, generators, automation devices and other equipment, which have high demands on the stability of the supply voltage.
Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, охваченный положительной обратной связью со своего электроэмиттера в эмиттер вспомогательного транзистора, база которого соединена с базой регулирующего и с эмиттером управляющего транзисторов [1]. Known DC voltage stabilizer containing a serial control transistor, covered by positive feedback from its emitter to the emitter of the auxiliary transistor, the base of which is connected to the base of the regulator and to the emitter of the control transistors [1].
Наиболее близким техническим решением является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный между входным и выходным выводами регулирующий транзистор, эмиттером - к входному выводу, операционный усилитель сигнала рассогласования, инвертирующий и неинвертирующий входы которого подключены соответственно к выходам двух делителей напряжения, одного, состоящего из двух последовательно соединенных резисторов, другого из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, блокировочный конденсатор, вместе с указанными делителями напряжения включенный между выходным выводом к общей шиной, и управляющий транзистор, база которого соединена с выходом операционного усилителя сигнала рассогласования, а коллектор подключен к базе регулирующего транзистора [2]. The closest technical solution is a DC voltage regulator containing a control transistor connected between the input and output terminals, an emitter to the input terminal, an operational amplifier of the error signal, the inverting and non-inverting inputs of which are connected respectively to the outputs of two voltage dividers, one consisting of two series-connected resistors, another of a series-connected resistor and a zener diode, a blocking capacitor, together with the indicated elitelyami voltage connected between the output terminal to the common bus, and a control transistor, the base of which is connected to the output of the operational amplifier error signal, and the regulating transistor collector connected to the base [2].
Известные стабилизаторы напряжения имеют такие значения коэффициентов стабилизации и КПД, которые в ряде случаев оказываются недостаточными для высокоточной аппаратуры с малым энергопотреблением. Это обусловлено главным образом конечным значением коэффициента передачи по петле обратной связи и наличием в схемах известных стабилизаторов различных дополнительных элементов. Known voltage stabilizers have such values of stabilization factors and efficiency, which in some cases are insufficient for high-precision equipment with low power consumption. This is mainly due to the final value of the transmission coefficient in the feedback loop and the presence in the circuits of the known stabilizers of various additional elements.
Цель изобретения - повышение коэффициента стабилизации и КПД устройства. The purpose of the invention is to increase the stabilization coefficient and efficiency of the device.
Это достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный между входным и выходным выводами регулирующий транзистор, эмиттером - к входному выводу, операционный усилитель сигнала рассогласования, инвертирующий и неинвертирующий входы которого подключены соответственно к выходам двух делителей напряжения, одного состоящего из двух последовательно соединенных резисторов, другого - из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, блокировочный конденсатор, вместе с указанными делителями напряжения включенный между выходным выводом и общей шиной, и управляющий транзистор, база которого соединена с выходом операционного усилителя сигнала рассогласования, а коллектор подключен к базе регулирующего транзистора, введены резистор смещения, включенный между эмиттером и базой регулирующего транзистора и параллельная цепочка из стабилитрона и конденсатора, включенная между эмиттером управляющего транзистора и общей шиной. This is achieved by the fact that the DC voltage regulator contains a regulating transistor connected between the input and output terminals, the emitter - to the input terminal, an operational amplifier of the error signal, the inverting and non-inverting inputs of which are connected respectively to the outputs of two voltage dividers, one consisting of two series-connected resistors, the other - from a series-connected resistor and a zener diode, a blocking capacitor, together with the indicated voltage dividers connected between the output terminal and the common bus, and the control transistor, the base of which is connected to the output of the operational amplifier of the error signal, and the collector is connected to the base of the control transistor, a bias resistor is inserted, connected between the emitter and the base of the control transistor and a parallel chain of a zener diode and a capacitor, included between the emitter of the control transistor and the common bus.
На чертеже показана электрическая схема предлагаемого стабилизатора. The drawing shows an electrical diagram of the proposed stabilizer.
Стабилизатор содержит операционный усилитель (ОУ) 1 сигнала рассогласования, регулирующий транзистор 2 с резистором 3 смещения, управляющий транзистор 4 с цепочкой из параллельно соединенных конденсатора 5 и стабилитрона 6, включенной в цепь его эмиттера, два делителя напряжения, один - состоящий из резистора 7 и стабилитрона 8 и другой, состоящий из резисторов 9 и 10, подсоединенных к выходу устройства, а также блокировочный конденсатор 11 и нагрузку 12, подключенные параллельно делителям напряжения. The stabilizer contains an operational amplifier (OA) 1 of the error signal, regulating a transistor 2 with a bias resistor 3, a control transistor 4 with a chain of parallel-connected capacitor 5 and a zener diode 6 included in the circuit of its emitter, two voltage dividers, one consisting of a resistor 7 and a zener diode 8 and another, consisting of resistors 9 and 10 connected to the output of the device, as well as a blocking capacitor 11 and a load 12 connected in parallel with voltage dividers.
Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. The DC voltage stabilizer operates as follows.
После подачи напряжения питания Uвх на вход стабилизатора через резистор 3 и управляющий транзистор 4 начинает протекать ток. При этом в начальный момент времени после включения устройства напряжение на выходе ОУ 1 весьма незначительно и определяется паспортным значением разбаланса ОУ и при наличии только одного стабилитрона 6 в эмиттере управляющего транзистора 4 оно могло бы оказаться недостаточным, чтобы открыть транзистор 4, что нарушило бы нормальную работу устройства.After applying the supply voltage UI to the input of the stabilizer through the resistor 3 and the control transistor 4, current flows. Moreover, at the initial time after the device is turned on, the voltage at the output of the op-amp 1 is very small and is determined by the passport value of the op-amp unbalance, and if there was only one zener diode 6 in the emitter of the control transistor 4, it could be insufficient to open the transistor 4, which would interfere with normal operation devices.
Для избежания этого нежелательного явления параллельно стабилитрону 6 включен запускающий конденсатор 5, сопротивление которого в начальный момент времени близко к нулю и таким образом все выходное напряжение ОУ 1 оказывается приложенным к участку база-эмиттер управляющего транзистора 4 и он оказывается открытым. В свою очередь, возникшее на резисторе 3 напряжение смещения открывает регулирующий транзистор 2 и через последний начинает протекать коллекторный ток, что приводит к появлению напряжения на выходе стабилизатора Uвых, которое приложено к двум делителям напряжения на элементах 7-10. С выходов этих делителей напряжения разбаланса, отсчитываемое относительно опорного (эталонного) напряжения Uоп стабилитрона 8, подается на входы ОУ 1, что приводит к появлению на выходе ОУ 1 соответствующего управляющего напряжения. При этом выходное напряжение ОУ 1 перераспределяется между опорным напряжением стабилитрона 6 и напряжением база-эмиттер управляющего транзистора 4, что обеспечивает открытое состояние последнего в установившемся режиме работы стабилизатора. Ускоряющий конденсатор 5 заряжается до значения опорного напряжения стабилитрона 6 и в дальнейшем не оказывает влияния на работу устройства.To avoid this undesirable phenomenon, a starting capacitor 5 is connected in parallel with the zener diode 6, the resistance of which at the initial time is close to zero, and thus the entire output voltage of the op-amp 1 is applied to the base-emitter section of the control transistor 4 and it turns out to be open. In turn, the bias voltage that appeared on the resistor 3 opens the control transistor 2 and the collector current starts flowing through the last one, which leads to the appearance of the voltage at the output of the stabilizer Uo , which is applied to the two voltage dividers on elements 7-10. From the outputs of these unbalance voltage dividers, measured relative to the reference (reference) voltage Uop of the zener diode 8, is fed to the inputs of the op-amp 1, which leads to the appearance of the corresponding control voltage at the output of the op-amp 1. In this case, the output voltage of the op-amp 1 is redistributed between the reference voltage of the zener diode 6 and the base-emitter voltage of the control transistor 4, which ensures the open state of the latter in the steady-state mode of operation of the stabilizer. The accelerating capacitor 5 is charged to the value of the reference voltage of the zener diode 6 and in the future does not affect the operation of the device.
Предположим, что в процессе работы устройства значение входного напряжения Uвх, например, возрастает на некоторую величину. В этом случае возрастает и выходной ток регулирующего транзистора 2 (эффект Эрли) и соответственно падение напряжения на делителе на резисторах 9, 10, а следовательно, и на инвертирующем входе ОУ 1, в то время как на неинвертирующем входе ОУ 1 напряжение остается неизменным и равным опорному напряжению Uоп, снимаемому со стабилитрона 8. Возникший перепад напряжений на входах ОУ 1 усиливается и с отрицательным знаком поступает с выхода ОУ 1 на базу управляющего транзистора 4 (структуры n-p-n), что приводит к некоторому уменьшению его выходного тока, который протекает через резистор 3 смещения регулирующего транзистора 2. Уменьшение падения напряжения на резисторе 3 закрывает регулирующий транзистор 2, уменьшая его выходной ток, что приводит к уменьшению и выходного напряжения стабилизатора Uвых, стремящегося таким образом к прежнему, исходному значению. При уменьшении уровня входного напряжения Uвх описанные выше процессы протекают аналогично, но в противоположном направлении, вновь стабилизируя выходное напряжение устройства, так как в этом случае выходной ток управляющего транзистора 4 возрастает, увеличивая тем самым и выходной ток регулирующего транзистора 2 за счет возрастания падения напряжения на резисторе 3.Suppose that during the operation of the device, the value of the input voltage Uin , for example, increases by a certain amount. In this case, the output current of the regulating transistor 2 (the Earley effect) also increases and, accordingly, the voltage drop across the divider on the resistors 9, 10, and therefore at the inverting input of the op-amp 1, while the voltage at the non-inverting input of the op-amp 1 remains unchanged and equal reference voltage Uop, taken with the zener diode 8. Emerged differential voltages on the inputs OS 1 is amplified and supplied with a negative sign with the OS 1 output to the base of the control transistor 4 (npn structure), resulting in some decrease in its output current, otorrhea flows through resistor 3 bias the regulating transistor 2. A decrease of the voltage drop across the resistor 3 closes regulating transistor 2 to decrease its output current, which leads to a decrease and the output voltage UO of the stabilizer, thus seeking to still the initial value. With a decrease in the input voltage level Uin, the processes described above proceed similarly, but in the opposite direction, again stabilizing the output voltage of the device, since in this case the output current of the control transistor 4 increases, thereby increasing the output current of the control transistor 2 due to the increase in the voltage drop on resistor 3.
Устройство эффективно использовать в высоточной измерительно-усилительной аппаратуре с малым энергопотреблением. The device is efficiently used in high-power measuring and amplifying equipment with low power consumption.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4940764RU2023287C1 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Constant voltage regulator |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4940764RU2023287C1 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Constant voltage regulator |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023287C1true RU2023287C1 (en) | 1994-11-15 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4940764RU2023287C1 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Constant voltage regulator |
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2023287C1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260202C2 (en)* | 2002-12-26 | 2005-09-10 | Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (ЗАО "КБ НАВИС") | Stabilizer of voltage in secondary power source of radio-electronic equipment |
| RU209200U1 (en)* | 2021-11-08 | 2022-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный аграрный университет» | DC Voltage Stabilizer |
| Title |
|---|
| 1. Исаков А.Б. и др. Схемотехнические способы улучшения энергетических и точностных характеристик интегральных стабилизаторов напряжения. -В сбор. "Электронная техника в автоматике". Под ред.Ю.И.Конева, М.: Сов.радио, 1984, вып.15, с.151.* |
| 2. Заявка ФРГ N 2427376, кл. G 05F 1/56. 1974.* |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260202C2 (en)* | 2002-12-26 | 2005-09-10 | Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (ЗАО "КБ НАВИС") | Stabilizer of voltage in secondary power source of radio-electronic equipment |
| RU209200U1 (en)* | 2021-11-08 | 2022-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный аграрный университет» | DC Voltage Stabilizer |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5939867A (en) | Low consumption linear voltage regulator with high supply line rejection | |
| EP0892332B1 (en) | Low power consumption linear voltage regulator having a fast response with respect to the load transients | |
| US4099115A (en) | Constant-voltage regulated power supply | |
| CN113258770B (en) | Line loss compensation module, switching power supply chip and system | |
| KR960011540B1 (en) | Power supply with temperature coefficient | |
| CN111367346A (en) | Voltage stabilizing circuit, power supply and electric equipment | |
| RU2023287C1 (en) | Constant voltage regulator | |
| EP0355119A1 (en) | VOLTAGE CONTROL DEVICE. | |
| JPH0266613A (en) | constant current circuit | |
| SU1589377A1 (en) | Power amplifyer | |
| US20060132226A2 (en) | Switching circuit for producing an adjustable output characteristic | |
| SU922691A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
| SU1665354A1 (en) | Dc voltage regulator of the compensation type | |
| SU1188716A1 (en) | D.c.voltage stabilizer | |
| RU2028657C1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
| SU1156031A1 (en) | D.c.voltage stabilizer | |
| SU1737428A1 (en) | Voltage regulator | |
| SU826314A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
| SU1220005A1 (en) | D.c.voltage stabilizer | |
| SU1665353A1 (en) | Dc voltage regulator of the compensation type | |
| SU1130842A2 (en) | Dc voltage stabilizer | |
| SU930304A1 (en) | Compensation-type dc voltage stabilizer | |
| SU1374198A1 (en) | A.c. voltage stabilizer | |
| SU779989A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
| RU1836671C (en) | Direct current voltage continuous stabilizer |