172824. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés és üzemeljárás hőmérsékletváltozástól függetlenül stabilizált tápegység megvalósítására
3 172824 4 a 4 feszültségosztó kimenetén megjelenő és az 1 referencia feszültségforrás feszültségkülönbsége vezérli. A 2. ábra szerinti áramstabilizátor felépítése és működése azonos az 1. ábra szerinti elrendezéssel azzal a különbséggel, hogy a 4 feszültségosztó bemenetét az RÍ terheléssel sorbakapcsolt nagystabilitású R2 ellenálláson megjelenő - a termelő árammal arányos - feszültség táplálja. Az 1. és 2. ábra szerinti ismert elrendezések hátrányait elvileg a 3. ábra szemlélteti. Ezen ábra szerint az Uref referencia feszültségforrásnak Trr hőfoktényezője és az előerősítő tranzisztorának Tkt hőfoktényezője egymással sorba vannak kapcsolva és az 1. és 2. ábra szerinti elrendezések eredő stabilitását korlátozzák. Rossz esetben a két Tkr, Tkt hőfoktényező összeadódik, jobb esetben egymásból kivonódik, de mindenképpen az eredő stabilizálást rontják. A 4. ábra a találmány szerinti feszültségstabilizáló áramköri elrendezést szemlélteti, mellyel hőmérsékletváltozástól független stabilizált tápegységet lehet megvalósítani mérsékelt pontosságú referencia feszültségforrással jelentősebb segédáramkör és hőfokstabilizáló termosztát nélkül. A találmány szerinti feszültségstabilizáló áramköri elrendezésnek 11 referencia feszültségforrása, differenciál kapcsolású 12, 13 tranzisztoros erősítője, 16 potenciométere, 17 differenciál erősítője, 18 teljesítmény erősítője és 19 feszültségosztója van. A 11 referencia feszültségforrás normál elem, vagy áramgenerátoros táplálású zener dióda. A differenciál kapcsolású 12, 13 tranzisztoros erősítő lehet NPN, vagy PNP tranzisztorpár, amelyeknek emitterei egy közös 20 ellenálláson keresztül kapcsolódnak a tápfeszültségre. A 12, 13 tranzisztoros erősítő 14, IS munkaellenállásai 16 potenciométeren keresztül csatlakoznak a tranzisztorok kollektor feszültségét biztosító U? feszültségforrásra. A 12, 13 tranzisztoros erősítő két kollektora a 17 differenciál erősítő két bemenetével van összekötve, a 17 differenciál erősítő kimenete pedig a 18 teljesítmény erősítő bemenetét vezérli. A 18 teljesítmény erősítő kimenete szolgáltatja a stabilizált feszültséget az RÍ terhelés részére, és a 19 feszültségosztó bemenete ugyancsak a 18 teljesítmény erősítő kimenetével van összekötve. A 19 feszültségosztó kimenete a 11 referencia feszültségforráson keresztül a differenciál kapcsolású 12, 13 tranzisztoros erősítő egyik bemenetével, míg az erősítő másik bemenete foldpotenciálra van kötve. A találmány 4. ábra szerinti feszültségstabflizáló áramköri elrendezésénél a differenciálkapcsolású 12, 13 tranzisztoros erősítő 14, IS munkaellenállásainak viszonya a 16 potenciométerrel változtatható. A 14, IS munkaellenállások viszonyának megváltozása kismértékben megváltoztatja az egyes tranzisztorok egymáshoz viszonyított emitteráramait. Az egyes tranzisztorok e mitt érára mának a változása megváltoztatja a bázis-emitter nyitófeszültség nagyságát, valamint a nyitófeszül tség-különbség értékét és előjelét, vagyis ezekkel együtt változik meg a differenciálkapcsolású 12,13 tranzisztoros erősítő bemenetére vonatkoztatott hibafeszültség hőmérsékleti együtthatója is. Ha a 11 referencia feszültségforrás és a differenciál kapcsolású 12, 13 tranzisztoros erősítő azonos alaplemezre van szerelve, vagyis így a hőmérsékletváltozásuk azonos, akkor a kollektoráramokat meg lehet úgy változtatni, hogy a 12, 13 tranzisztoros erősítő bemeneti hibajelfeszültség hőmérsékleti tényezője nagyságra egyezzen a 11 referencia feszültségforrás hőmérsékleti tényezőjével, de előjele azzal ellentétes legyen, így a hőmérsékletváltozásból adódó két hibajelfeszültség egymás hatását kiegyenlíti. A 12, 13 tranzisztoros erősítő kollektorköri ellenállásviszonyának megváltoztatása természetesen kismértékben eltolja az erősítő kimeneti nullszintjét is, az eltolódás azonban állandó értékű és nagy hurokerősítés esetén figyelmen kívül hagyható, de- különösen nagy pontossági követelmények esetén — a 18 teljesítmény erősítőnél az alapszint eltolásával ki lehet egyenlíteni. Az S. ábra a találmány szerinti áramstabilizáló áramköri elrendezést mutatja, mely felépítés és működés szempontjából azonos a 4. ábra szerintivel, a különbség csak az, hogy a nagystabilitású R2 ellenálláson is átfolyik RÍ árama, így azon a terhelő árammal arányos feszültségesés keletkezik és a 19 feszültségosztó ezen R2 ellenállás két kivezetésre van kötve. A 4. vagy S. ábra szerinti áramköri elrendezés hőmérséklet változástól független kimenőszintjének beállítását úgy lehet elvégezni, hogy a hőérzékeny- 11 referencia feszültségforrás, és a differenciálkapcsolású 12, 13 tranzisztoros erősítő — elemeket jó hővezetőképességű alaplemezre szereljük. Ezután hőfokteljesítő beállító 16 potenciométer csúszkáját más-más pontra állítva minden egyes pontnál a hőérzékeny elemeket ciklikusan felmelegítjük, majd lehűljük, miközben kiválasztjuk a hőfoktényező beállító 16 potenciométer azon kompenzáló pontját, amelynél a kimenő feszültségváltozás nulla közelében van. Ennek az eljárásnak az a járulékos előnye, hogyha a szabályozó áramkör egyéb elemei, mint pl. a visszacsatoló osztó vagy áramgenerátor esetében a referenciaellenállás értéke is változik kis mértékben a hőmérséklettel, akkor a kiegyenlítés során azok hatását is figyelembe lehet venni és a kiegyenlítés mindig az eredő hőmérsékleti tényezőt minimalizálja. A találmány szerinti eljárás lényegében nem igényel új alkatrészt a már meglevő szabályozó rendszereknél sem, csupán a szokásos differenciál kapcsolású bemeneti tranzisztor-párok kollektorellenállásait kell lecserélni olyan értékűekre, amelyek pontosan megtelelnek a minimális kimeneti hőmérsékletfüggésnek. Szabadalmi igénypontok: 1. Áramköri elrendezés hőmérsékletváltozástól független stabilizált tápegység megvalósítására, melynek tranzisztoros erősítője, differenciál- és teljesítmény erősítője, feszültségosztója és referencia feszültségforrása van, a tranzisztoros erősítő két kimenete a differenciál erősítő két bemenetével, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
