Parametryczny stabilizator napięcia.
advertisement
POLSKA OPIS PATENTOWY RZECZPOSPOLITA LUDOWA 137887 Patent dodatkowy do patentu nr Zgłoszono: 82 08 05 (P. 237815) Int. Cl4 G05F 1/56 Pierwszeństwo: URZAO PATENTOWY PRL Zgłoszenie ogłoszono: 84 02 13 Opis patentowy opublikowano: 1986 12 30 Twórca wynalazku: Czesław Osiński Uprawniony z patentu: Instytut Komputerowych Systemów Automatyki i Pomiarów, Wrocław (Polska) Parametryczny stabilizator napięcia tranzystorze bipolarnym, którego złącze baza-emiter jest zabocznikowane jednym rezystorem dwurezystorowego dzielnika, zać pomiędzy bazę i kolektor ma włączony stabilizator lub stabilizator i diodę prostowniczą, przy czym jeden zacisk wspomnia¬ nego dwójnika jest połączony z biegunem napięcia zasilającego. Drugi rezystor wspomnianego dwure- Przedmiotem wynalazku jest parametryczny sta¬ bilizator napięcia, przeznaczony do stosowania w różnych układach elektronicznych — wymagających małego lub ściśle określonego prądu spoczynkowe¬ go albo stałego, wymuszonego przepływu prądu po¬ między dwoma wybranymi węzłami układu — głów¬ nie zaś w dwuprzewodowych przetwornikach i se¬ paratorach analogowych operujących sygnałem przesyłowym 4—20 mA jako wejściowy stabiliza¬ tor napięcia. Może być również wykorzystany jako zystorowego dzielnika jest połączony z drugim bie¬ 10 dwójnikowy stabilizator prądu. Powszechnie w roli parametrycznego stabilizato¬ ra napięcia jest stosowany złączowy tranzystor po¬ lowy pracujący przy bramce zwartej ze źródłem. Jednakże wielkość prądu przepuszczana przez tak połączony tranzystor nie jest powtarzalna nawet dla różnych egzemplarzy tego samego typu. Poza tym, 15 Z polskiego opisu patentowego nr 127 400 znany 20 storem dwurezystorowego dzielnika połączonego dru¬ gim rezystorem z jednym biegunem napięcia zasi¬ lającego, charakteryzuje się tym, że kolektor bi¬ tywany jako programowany stabilizator prądu. Z innego polskiego opisu patentowego nr 124 258 jest znany wtórnikowy stabilizator napięcia z ogra¬ 25 niczeniem prądu obciążenia, który ma czwórnik re¬ gulacyjny w postaci szeregowego tranzystora, ste¬ polarnego tranzystora jest połączony z wyjściem stabilizatora, które poprzez rezystor jest połączone z wyjściem regulacyjnego czwórnika, zaś poprzez odbiornik programujący prąd dwójnikowego stabi¬ rowanego różnicą napięć wyjściowego i odniesienia pobieranego z dwójnika — zmniejszającego rezys¬ stabilizatora — opartego na lub emiterem bipolarnego tranzystora, którego złą¬ cze baza-emiter jest zbocznikowane jednym rezy¬ jest tranzystorowy układ parametrycznego stabili¬ zatora napięcia, który może być również wykorzys¬ 137 887 na przykład w przetwornikach w regulacyjny czwórnik, połączony wejściem z bazą ratura otoczenia. dynamiczną pięcia zasilającego, dwuprzewodowych stabilizujących prąd w stan¬ dardowym zakresie. Parametryczny stabilizator napięcia zaopatrzony silny wpływ na punkt pracy tranzystora ma tempe¬ tancję gunem napięcia zasilającego. Wadą znanych układów wtórnikowych stabiliza¬ torów napięcia jest znaczna wartość i zależność prądu spoczynkowego od zmian napięcia zasilają¬ cego, co praktycznie uniemożliwia ich stosowanie w układach z założenia odpornych na zmiany na¬ lizatora lub rezystor, napięciowe wyjście jest połą¬ 30 czone z drugim biegunem zasilającego napięcia. 137 887 W innej wersji parametryczny stabilizator napię¬ (fig. 1), którego część jest przepuszczana przez tran¬ cia charakteryzuje się tym, że kolektor bipolarnego zystor tranzystora jest połączony z wyjściem regulacyjne¬ go czwórnika, który poprzez rezystor jest połączone przez rezystor R4 będący obciążeniem tego wyjś¬ cia dla warunku utrzymania prądu Idi stabilizatora z napięciowym wyjściem stabilizatora, które poprzez 5 tycznie stałym prądem spoczynkowym jest niewiel¬ stabilizatora napięcia może i przepływa Ubei napięcia Zaletą parametrycznego stabilizatora napięcia we¬ dług wynalazku, poza małym, rzędu 20—50 |*A — zależnym od typu stosowanego stabilizatora — prak¬ parametrycznego stabilizatora >R2 10 ka, około 0,7V minimalna, wymagana dla prawid¬ łowej pracy układu, różnica napięć wejście—wyjś¬ cie. Po włączeniu rezystora w miejsce odbiornika napięcia stałego może być on wykorzystany jako dwójnik stabilizujący prąd, którego poziom można zmieniać przez zmianę wartości wymienionego re¬ zystora. Dzięki małej mocy rozpraszanej w elementach wyjścia Ze względu na logarytmiczną zależność spadku dwutranzystorowy układ super - -alfa. do Dl na poziomie . odbiornik lub rezystor programujący prąd dwójnikowego stabilizatora jest połączone z drugim bie¬ gunem zasilającego napięcia, natomiast regulacyjny czwórnik stanowi Tl, na wejściu tranzystora bipolarnego w funkcji jego prądu kolektora, praktycznie całą — wymuszoną przez wahania zasilającego napięcia — zmianę prądu I przejmuje tranzystor Tl zapewnia¬ jąc tym samym prawie stały punkt pracy stabili¬ zatorowi Dl. Regulacyjny czwórnik 1 porównuje wyjściowe napięcie układu z napięciem odniesienia 15 wyznaczonym przez sumę napięć UDI+UBEI (fig. 1) lub UD1+UD2 (fig. 2) i odpowiednio do zmian obciążenia, które reprezentuje rezystor R4, regu¬ luje prądem doprowadzanym do wyjścia tak, aby utrzymać spadek napięcia na rezystorze R£ na 20 stałym poziomie praktycznie równym przy założe¬ niu R3=0 UDI. Wyjście układu z zacisku A obciążone rezysto¬ być rem R4 ma więc charakter napięciowy, bowiem zmiana rezystora R4 praktycznie nie wpływa na on — z wyłączeniem czwórnika regulacyjnego dla dużych obciążeń — wykonany jako układ scalony. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 25 wielkość wytworzonego na nim spadku napięcia. przedstawia schemat ideowy parametrycznego sta¬ D2 podzielonym przez wartość tego rezystora R3. W przypadku konieczności zapewnienia minimal- bilizatora napięcia, mający bipolarny tranzystor połączony kolektorem z wyjściem stabilizatora, zaś fig. 2 — inną wersję stabilizatora, w którym bi¬ polarny tranzystor jest połączony kolektorem poprzez rezystor Rl z dodatnim służy można zmostkować usuwając jednocześnie diodę D2. Oznaczając minimalny dla prawidłowego działania stabilizatora prąd czwórnika 1 przez Ip można określić warunek na maksymalną wartość progra¬ 35 mującego rezystora R4 wyprowadzony przy pomi¬ nięciu wejściowego prądu czwórnika 1 i zwartym rezystorze R3. gunem zasilającego napięcia Uz oraz złącze baza-emiter zabocznikowane rezystorem R2. Baza tranzystora Tl jest połączona (fig. 1) z kato¬ Uz—UDI—UBEI ^ UDI Rl dą stabilizatora Dl, zaś poprzez prostowniczą dio¬ —+Ip>- R4 UDI stąd R4 max < Uz max —UDI —UBEI + Ip Rl UDI 45 Prądu II stabilizatora wyraża się jako R4 UBEI ciem do emitera tranzystora Tl, zaś według fig. 2 — do bazy tranzystora Tl. Pomiędzy wyjście B czwór¬ nika 1 i pierwszy wyjściowy zacisk A stabilizatora jest włączony rezystor R3. obciążenia 30 nej rezystancji wyjściowej rezystor R3 i diodę D3 bie¬ dę D2 z pierwszym zaciskiem A napięciowego wyjś¬ cia stabilizatora, do którego jest również podłączo¬ ny kolektor wspomnianego tranzystora Tl. Regu¬ lujący czwórnik 1 zaciskiem wspólnym dla jego wejścia i wyjścia jest połączony do dodatniego bieguna Uz oraz w wykonaniu według fig. 1 wejś¬ ograniczeniu prądu na poziomie bliskim spadkowi napięcia na diodzie z wyjściem regulacyjnego czwórnika. Parametryczny stabilizator napięcia jest zaopa¬ trzony w bipolarny tranzystor Tl, mający emiter połączony Rezystor R3 R2 Rzeczywiste parametry parametrycznego stabiliza- 50 W wykonaniu układu według fig. 2 katoda sta¬ torą napięcia według wynalazku są bardzo bliskie wyżej opisanym przy dużym wzmocnieniu prądo¬ bilizatora Dl poprzez prostowniczą diodę D2 jest połączona z zaciskiem A, zaś poprzez prostowniczą wym czwórnika 1 (co najmniej 200) oraz spełnio¬ nym warunku UDI > UBEI. diodę D3 z bazą tranzystora Tl, którego kolektor jest zwarty z wyjściem B czwórnika 1. Równolegle do wyjścia stabilizatora, pomiędzy zacisk A i ano¬ dę stabilizatora Dl jest włączony zastępujący od¬ biornik napięcia rezystor R4 programujący prąd IL stabilizatora przepływający przez odbiornik RL prądu włączony szeregowo z zasilającym napięciem Uz. 55 1. Parametryczny stabilizator napięcia zaopatrzo¬ ny w regulacyjny czwórnik połączony wejściem z bazą lub emiterem bipolarnego tranzystora, którego •o złącze baza—emiter jest zabocznikowane jednym rezystorem dwurezystorowego dzielnika połączonego Działanie układu. Do wspólnego węzła rezystorów Rl i R2 dopływa prąd I równy: drugim Uz—Udi—Ubei—Il«Rj Ri Zastrzeżenia patentowe 65 rezystorem z jednym biegunem napięcia zasilającego, znamienny tym, że kolektor bipolar¬ nego tranzystora (Tl) jest połączony z wyjściem (A) stabilizatora, które poprzez rezystor (R3) jest 137 887 6 połączone z wyjściem (B) regulacyjnego czwórnika (1), zaś poprzez odbiornik (RL) programujący prąd (II) stabilizatora rezystor (R4), wspomniane wyjś¬ cie (A) jest połączone z drugim biegunem zasilają¬ cego napięcia (Uz). zystorem dwurezystorowego dzielnika połączonego drugim rezystorem z jednym biegunem napięcia zasilającego, znamienny tym, że kolektor bipolar¬ nego tranzystora (Tl) jest połączony z wyjściem (B) , regulacyjnego czwórnika (1), które poprzez rezystor (R3) jest połączone z napięciowym wyjściem (A) 2. Stabilizator według zastrz. 1, znamienny tym, że regulacyjny czwórnik (1) stanowi dwutranzystorowy układ super-alfa. 3. Parametryczny stabilizator napięcia zaopatrzo¬ ny w regulacyjny czwórnik połączony wejściem z bazą lub emiterem bipolarnego tranzystora, którego stabilizatora, które poprzez odbiornik (RL) progra¬ mujący prąd (II) stabilizatora, rezystor (R4) jest połączone z drugim biegunem zasilającego napięcia 10 złącze baza—emiter jest zabocznikowane jednym re- (Uz). 4. Stabilizator według zastrz. 3, znamienny tym, że regulacyjny czwórnik (1) stanowi dwutranzysto- rowy układ super-alfa. Fig.1 Rufl *t-łW n Fig. 2
