SU807251A1

SU807251A1 - Method and device for transformer-free electric power supply

Info

Publication number: SU807251A1
Application number: SU792708182A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Типаев; Юрий Николаевич Шуваев
Original assignee: Предприятие П/Я А-7866; Предприятие П/Я В-2209
Priority date: 1979-01-05
Filing date: 1979-01-05
Publication date: 1981-02-23

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано пр по.с троен ИИ вторичных источников пита ни радиоэлектронной аппаратуры различного назначени . Известен транзисторный стабилизатор напр жени , содержащий регулирую щий транзистор, включенный между входной и выходной клеммой и схему управлени , входом подсоединенную к выходной и общей клеммам,а выходом к управл ющему электроду регулирующего транзистора lj Недостатками этого устройства при работе с низким выходным напр жением и большими токами нагрузки вл ютс плохой КПД и низкие массообъемные показатели. Наиболее близким к предлагаемому вл етс транзисторный стабилизатор напр жени , содержащий силовой транс форматор, вторична обмотка которого через основной выпр митель н фильтр соединена с выходными кл&ыма ми, промежуточный трансформатор, первична обмотка которого соединена последовательно с первичной обмоткой силового трансфо млатора и подключена ко входным клеммам, а его вторична обмотка - ко входу вспомо гательного выпр мител , регулирующий транзистор, один силовой электрод которого подсоединен к первому выходу вспомогательного выпр мител , а база г к выходу усилител посто нного тока, входом соединенного с выходом . узла сравнени , вход которого подключен к выходным клеммам 2j. Недостаток известного стабилизатора - большие пульсации выходного напр жени , величина которых определ етс пара1 1етрами фильтра основного выпр мител . При большом коэффициенте сглаживани фильтр имеет значительные массу и объем. Кроме того , стабилизатор имеет высокую динами ческую нестабильность и низкую устойчивость в св зи с наличием реактивных элементов (трансформаторов, фильтров) в цепи обратной св зи. Цель изобретени - снижение объема и массы, уменьшение пульсаций и динамической -естабильности, повыиение устойчивости транзисторного стабилизатора напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что второй выход вспомогательного выпр мител подключен к одноименной с ним по пол рности выходной клемме, .а второй силовой электрод регулирующего транзистора - к другой выходной клемме.The invention relates to electrical engineering and can be used by means of AI of secondary power sources of electronic equipment for various purposes. Known transistor voltage regulator, containing a regulating transistor connected between the input and output terminals and a control circuit, the input connected to the output and common terminals, and the output to the control electrode of the regulating transistor lj The disadvantages of this device when working with low output voltage and large load currents are poor efficiency and low bulk values. The closest to the present invention is a transistor voltage regulator containing a power transformer, the secondary winding of which is connected to output cells through the main rectifier and the intermediate transformer, the primary winding of which is connected in series with the primary winding of the power transformer and connected to input terminals, and its secondary winding - to the input of the auxiliary rectifier, regulating the transistor, one power electrode of which is connected to the first output of the auxiliary rectifier, and the base r to the output of the DC amplifier, the input connected to the output. Comparison node, the input of which is connected to the output terminals 2j. A disadvantage of the known stabilizer is the large ripple of the output voltage, the magnitude of which is determined by the steam of the main rectifier filter. With a large smoothing factor, the filter has a considerable mass and volume. In addition, the stabilizer has a high dynamic instability and low stability due to the presence of reactive elements (transformers, filters) in the feedback circuit. The purpose of the invention is to reduce the volume and mass, reduce the pulsations and dynamic-stability, increase the stability of the transistor voltage regulator. The goal is achieved by the fact that the second output of the auxiliary rectifier is connected to the output terminal of the same polarity with it, and the second power electrode of the regulating transistor to the other output terminal.

На чертеже приведена функциональна схема транзисторного стабилизатора напр жени .The drawing shows a functional transistor voltage regulator circuit.

Транзисторны стабилизатор напр жени содержит силовой трансформатор 1, вторична обмотка которого через основной выпр митель 2 и фильтр 3 соединена с выходными клеммами , промежуточный трансформатор 4, первична обмотка которого соединена последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора 1 и подключена ко входным , а его вторична обмотка - к выходу вспомогательного выпр мител 5 , регулирующий транзистор 6, один силовой электрод которого подсоединен к первому выходу вспомогательного вьшр мител 5 а.база - к выходу усилител 7 посто нного тока, входом соединенного с выходом узла 8 сравнени , вход которого подключен к выходным клеммам, причем второй выход вспомогательного выпр мител подключен к одноименной с ним по пол рности выходной клемме, а второй силовой электрод регулирующего транзистора - к другой выходной клемме.The transistor voltage regulator contains a power transformer 1, the secondary winding of which is connected to the output terminals through the main rectifier 2 and filter 3, the intermediate transformer 4, the primary winding of which is connected in series with the primary winding of the power transformer 1 and connected to the input windings, and its secondary winding to the output of the auxiliary rectifier 5, regulating the transistor 6, one power electrode of which is connected to the first output of the auxiliary top of the 5 a. base - to the output of the amplifier 7 of the direct current, the input of the comparison node 8 connected to the output, the input of which is connected to the output terminals, the second output of the auxiliary rectifier connected to the same output terminal and the second power electrode of the regulating transistor to the other output terminal.

Транзисторный стабилизатор напр жени работает следующим образом.Transistor voltage regulator works as follows.

Переменное напр жение питаквдей сети, подаваемое на входные клеммы, распредел етс между первичными обмотками силового 1 и промежуточного 4 трансформаторов. Падение напр жени на первичной обмотке промежуточного трансформатора 4 определ етс величиной эквивалентного сопротивлени регулирук дего транзистора 6, пересчитанного через коэффициент трансформации промежуточного трансформато ра 4 в цепь его первичной обмотки. При изменении выходного напр жени измен етс выходной сигнал усилител 7 посто нного тока, что приводит к изменению падени напр жени на регулирующем транзисторе б, и, следовательно , на первичной обмотке промежуточного трансформатора 4, в результате чего выходное напр жение остаетс неизменным.The AC supply voltage supplied to the input terminals is distributed between the primary windings of the power 1 and intermediate 4 transformers. The voltage drop across the primary winding of the intermediate transformer 4 is determined by the magnitude of the equivalent resistance of the regulator of the transistor 6, converted through the transformation ratio of the intermediate transformer 4 into the circuit of its primary winding. When the output voltage changes, the output signal of the DC amplifier 7 changes, which leads to a change in the voltage drop across the control transistor b, and, consequently, on the primary winding of the intermediate transformer 4, as a result of which the output voltage remains unchanged.

Ток нагрузки стабилизатора склада ваетс из двух составл кадих - тока основного выпр мител 2 с фильтром 3 и, значительно меньшего по величине , тока регулирующего транзистора 6, обеспечиваемого вепс « гательнь1м выпр мителем 5. Отношевие величин этих составл ющих тока нагрузки определ етс коэффициентами трансфО1 1ации трансформаторов 1 и 4 и остаетс практически посто нньам при любом токе нагрузке. Наличие непосредственной св зи тока регулирующего транзистора 6 с током наг-рузки стабилизатора позвол ет обеспечить сглаживание пульсаций выходного напр жени и уменьшени его динамичес кой нестабильности при помощи цепи обратной св зи стабилизатора. Пульсации напр жени поступают на вход узла 8 сравнени , усиливаютс усилителем 7 посто нного тока и поступают на базу регулирующего транзистора 6. При положительной полуволне пульсации ток через регулирующий транзистор 6 у-меньшаетс , а при отрицательной - увеличиваетс . При этом соответственно измен етс ток нагрузки и, вследствие этого, происходит сглаживание пульсаций выходного напр жени , что позвол ет существенно уменьшить объем и массу фильтра.The stabilizer load current is composed of two components of cadmium — the current of the main rectifier 2 with filter 3 and, much lower in magnitude, the current of the regulating transistor 6, provided by the Veps "rectifier 1m rectifier 5. The relative magnitude of these components of the load current is determined by the transfer coefficients transformers 1 and 4 and remains almost constant at any current load. The direct connection of the current of the regulating transistor 6 with the load current of the stabilizer allows smoothing the ripple of the output voltage and reducing its dynamic instability with the help of the feedback circuit of the stabilizer. The voltage pulsations are fed to the input of the comparison node 8, amplified by the DC amplifier 7 and fed to the base of the regulating transistor 6. With a positive pulsation half-wave, the current through the regulating transistor 6 is less, and when negative, it increases. In this case, the load current changes accordingly and, as a result, the ripple of the output voltage is smoothed, which significantly reduces the volume and mass of the filter.

Уменьшение динамической нестабильности выходного напр жени (всплесков и провалов при скачкообразном изменении тока нагрузки) происходит аналогичным образом.The reduction of the dynamic instability of the output voltage (bursts and dips with an abrupt change in the load current) is similar.

Claims

1. USSR author's certificate 367418, cl. G 05 F 1/56, 1973.

2. Semiconductor electronics in communication technology. Ed. Nicholas Hi F., M., Sv z, 1978, no. 19, p.208, fig. 3. -v Network