CS200810B1

CS200810B1 - Inpulse stabilizer connection with reversed/negative/polarity output voltage

Info

Publication number: CS200810B1
Application number: CS493778A
Authority: CS
Inventors: Jan Hajic; Jiri Havlicek
Original assignee: Jan Hajic; Jiri Havlicek
Priority date: 1978-07-25
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1980-09-15

Description

Vynález se týká zapojení impulzního stabilizátoru s výstupním napětím záporné polarity.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a pulse stabilizer having a negative polarity output voltage.

Při výpadku napájecího napětí různých elektronických zařízení se používají náhradní bateriové, tzv. záskokové zdroje. Záporný pól těchto zdrojů je uzemněn a větší část jím nepřetržitě napájeného zařízení se napájí napětím kladné polarity. Pro ty části zařízení, které vyžadují záporné napájecí napětí se většinou používá měniče s transformátorovou vazbou, kde výstupní, galvanicky oddělené vinutí je možno uzemnit tak, aby se dosáhlo požadované polarity. Toto řešení je výhodné v případě, kdy se požaduje galvanické oddělení. V mnoha případech však galvanické oddělení záporného napájecího napětí není nutné, nehledě k tomu, že i při použití měniče s transformátorovou vazbou se od galvanického oddělení upustí vzhledem k obtížím a přenosem galvanicky oddělené regulované veličiny výstupního stabilizovaného napětí do primární části měniče při bezeztrátové stabilizaci.In case of power supply failure of various electronic devices, substitute battery packs are used. The negative pole of these sources is grounded and most of the equipment that it supplies continuously is supplied with positive polarity voltage. For those parts of the equipment that require a negative supply voltage, transformer coupled converters are usually used, where the output, galvanically isolated winding can be grounded to achieve the required polarity. This solution is advantageous when galvanic separation is required. However, in many cases, galvanic isolation of the negative supply voltage is not necessary, despite the fact that even when using a transformer coupled converter, galvanic isolation is abandoned due to the difficulty and transmission of the galvanically isolated regulated value of the output stabilized voltage to the primary part of the converter.

Nevýhoda dosavadního řešeni je v tom, že měnič s transformátorovým přenosem potřebuje pro daný výkon stabilizovaného výstupního napětí značný objem ferritového jádra, které nedovoluje jeho montáž do malého prostoru, který je k dispozici například na jednomodulové desce třetí generace.The disadvantage of the prior art solution is that the transformer-converter requires a large volume of ferrite core for a given output of stabilized output voltage, which does not allow its mounting in a small space, which is available, for example, on a single-module third generation board.

Tuto podstatnou nevýhodu odstraňuje zapojení impulzního stabilizátoru s výstupním napětím záporné polarity. Zapojení sestává z regulačního členu, tranzistorů, diod, tlumivek,This substantial disadvantage is eliminated by the connection of the impulse stabilizer with the output voltage of negative polarity. Wiring consists of a control element, transistors, diodes, chokes,

200 010 kondenzátoru a odporu. Jeho podstata spočívá v tom, že kladná vstupní svorka zapojení je spojena e jedním vývodem snímacího odporu a a emitorem snímacího tranzistoru. Báze snímacího tranzistoru je spojena přes ochranný odpor se druhým vývodem snímacího odporu, s jedním vývodem nabíjecí tlumivky a s jedním pólem vstupního vyhlazovacího kondenzátoru. Kolektor snímacího tranzistoru je spojen s prvním vstupem regulačního členu. Výstup regulačního členu je spojen s bází spínacího tranzistoru. Kolektor spínacího tranzistoru je spojen se druhým vývodem nabíjecí tlumivky a s jedním pólem invertujícího kondenzátoru. Druhý pól invertujícího kondenzátoru je spojen s anodou nabíjecí diody a s jedním vývodem vyhlazovací tlumivky. Druhý vývod vyhlazovací tlumivky je spojen se druhým vstupem regulačního členu, se zápornou výstupní svorkou zapojení a s jedním pólem výstupního vyhlazovacího kondenzátoru. Druhý pól výstupního vyhlazovacího kondenzátoru je spojen s nulovou zemnící svorkou, s druhým pplem vstupního vyhlazovacího kondenzátoru, s emitorem spínacího tranzistoru, s katodou nabíjecí diody.200 010 capacitor and resistor. Its essence is that the positive input terminal of the wiring is connected to one terminal of the sensing resistor and to the emitter of the sensing transistor. The transistor base is connected via a protective resistor to the other terminal of the resistor, to one of the charge choke terminals, and to one of the input smoothing capacitor terminals. The sensor transistor collector is coupled to the first input of the control member. The output of the control element is connected to the base of the switching transistor. The switching transistor collector is coupled to the second charge inductor terminal and one inverting capacitor pole. The other pole of the inverting capacitor is connected to the anode of the charging diode and to one outlet of the smoothing choke. The second output of the smoothing choke is connected to the second input of the control member, the negative output terminal of the wiring, and one pole of the output smoothing capacitor. The second pole of the output smoothing capacitor is coupled to a neutral ground terminal, the second plurality of the input smoothing capacitor, the emitter of the switching transistor, and the cathode of the charging diode.

Výhodou tohoto uspořádání je, že stabilizátor pracuje impulzně, bezztrátově, s kmitočtem v neslyšitelné oblasti spektra. Zapojení je rozměrově úsporné s dobrou účinností. Vyrovnává snadno i velké kolísání vstupního napětí a velké rozdíly výstupního proudu. Zapojení je opatřeno ochranou proti zkratu a přetížení zařazenou již na vstupu stabilizátoru, takže chrání současně i samotný stabilizátor v případě poškození některých součástek.The advantage of this arrangement is that the stabilizer operates impulse, losslessly, with a frequency in the inaudible region of the spectrum. The wiring is dimensionally economical with good efficiency. Easily compensates for large input voltage fluctuations and large output current differences. The wiring is equipped with a short-circuit and overload protection already included at the input of the stabilizer, so that it also protects the stabilizer itself in case of damage to some components.

Použitím tranzistoru typu PNP místo typu NPN a obráceně a změnou polarity diody a kondenzátoru vznikne zapojení inverzní, které naopak převádí vstupní nestabilizované něptí záporné polarity na výstupní napětí kladné polarity.Using a PNP transistor instead of NPN, and vice versa, changing the polarity of the diode and capacitor produces an inverse circuit that converts the input unstabilized non-positive negative polarity output to positive polarity output voltage.

^říklad uspořádání podle vynálezu schematicky znázorněn na připojeném výkresu.An example of the arrangement according to the invention is shown schematically in the attached drawing.

Zapojeni obsahuje tři svorky. Nulová zemnicí svorka 2 je společná pro vstupní napájecí nestabilizované něptí i pro výstupní stabilizované něptí. Kladná vstupní svorka 1 zapojení je spojena s jedním vývodem snímacího odporu 3 a s emitorem snímacího tranzistoru 4. Báze snímacího tranzistoru 4 je spojena s jedním vývodem ochranného odporu >. Druhý vývod ochranného odporu 5 je spojen se druhým vývodem snímacího odporu 3, s jedním pólem vstupního vyhlazovacího kondenzátoru 6 a s jedním vývodem nabíjecí tlumivky 11. Kolektor snímacího tranzistoru 4 je spojen s prvním vstupem 8 regulačního členu 7. V regulačním členu 7 je generátor obdélníkového napětí s opakovači frekvencí v neslyšitelné oblasti, který vytváří impulsy.The wiring includes three terminals. Zero ground terminal 2 is common to both the input power supply unstable and the output stabilized voltage. The positive wiring input terminal 1 is connected to one terminal of the sensing resistor 3 and to the emitter of the transistor 4. The base of the transistor 4 is connected to one terminal of the protective resistor>. The second terminal of the protective resistor 5 is connected to the second terminal of the sensing resistor 3, one pole of the input smoothing capacitor 6 and one terminal of the charging choke 11. The collector of the transistor 4 is connected to the first input 8 of the regulating member. with a repetition rate in the inaudible area that generates pulses.

Déle je v regulačním členu 7 obvod pro šířkovou modulaci, který tyto impulsy šířkové moduluje podle stabilizovaného napětí na druhém vstupu 9 regulačního členu 7. Výstup 10 regulačního členu 7 je spojen s bází spínacího tranzistoru 12. Kolektor spínacího tranzistoru 12 je spojen se druhým vývodem nabíjecí tlumivky 11 a s jedním pólem invertujícího kondenzátoru 13. Druhý pól invertujícího kondenzátoru 13 je spojen s anodou nabíjecí diody 14 a s jedním vývodem vyhlazovací tlumivky 15. Druhý vývod vyhlazovací tlumivky 15 je spojen se druhým vstupem 9 regulačního členu 7, se zápornou výstupní svorkou 17 zapojení a s jedním pólem výstupního vyhlazovacího kondenzátoru 16. Druhý pól výstupního vyhlazovacího kondenzátoru 16 je spojen s nulovou zemnicí svorkou 2 zapojení, se druhým pólem vstupního vyhlazovacího kondenzátoru 6, s emitorem spínacího tranzistoru 12, s katodou nabíjecí diody 14 a se zemí.Further, there is a width modulation circuit in the control member 7 which modulates these pulses widthwise according to a stabilized voltage at the second input 9 of the control member 7. The output 10 of the control member 7 is connected to the base of the switching transistor 12. choke 11 and one pole of the inverting capacitor 13. The other pole of the inverting capacitor 13 is connected to the anode of the charging diode 14 and one terminal of the smoothing choke 15. The second terminal of the smoothing choke 15 is connected to the second The second pole of the output smoothing capacitor 16 is connected to the neutral ground terminal 2 of the wiring, the second pole of the input smoothing capacitor 6, the switching transistor emitter 12, the cathode of the charging diode 14, and the ground.

200 010200 010

Napojení pracuje takto: Vstupní kladné napětí se přivádí na kladní vstupní svorku 1 zapojení. Výstupní stabilizované něpětí se odebírá ze záporné výstupní svorky 17 zapojení.The connection works as follows: The positive input voltage is applied to the positive input terminal 1 of the wiring. The stabilized output voltage is taken from the negative output terminal 17 of the wiring.

V regulačním členu 7 se vytváří obdélníkové napěťové pulsy, které se šířkově moduluji podle velikosti stabilizovaného napětí na záporné výstupní svorce 17, které je na druhém vstupu 9 regulačního členu 7. Tyto pulsy přicházejí z výstupu 10 regulačního členu 7 a spínají spínací tranzistor 12. Spínací tranzistor 12 nabíjí při sepnutí nabíjecí tlumivku 11 proudem odebíraným ze vstupního vyhlazovacího kondenzátoru 6 a z kladné vstupní svorky 1 zapojení.Rectangular voltage pulses are formed in the control element 7, which are modulated widthwise according to the stabilized voltage at the negative output terminal 17, which is at the second input 9 of the control element 7. These pulses come from the output 10 of the control element 7 and switch the switching transistor 12. the transistor 12 charges when the charging choke 11 is energized by the current drawn from the input smoothing capacitor 6 and the positive input terminal 1 of the wiring.

Při rozepnutí spínacího tranzistoru 12 se invertující kondenzétor 13 nabíjí kladným vstupním napětím z kladné vstupní svorky 1 zapojení, zvětšeným o napětí právě nabité nabíjecí tlumivky 11. Proudový okruh nabíjení se uzavírá z kladné vstupní svorky 1. zapojení přes snímací odpor 3 a dále přes nabíjecí tlumivku 11, invertující kondenzátor 13, nabíjecí diodu 14 na nulovou zemnicí svorku 2 zapojení. V okamžiku, kdy opět sepne spínací tranzistor 12, spojí se přes něj první pól - kladný - invertujicího kondenzátoru 13 s nulovou zemnicí svorkou 2 zapojení a na anodě nabíjecí diody 14 se objeví plné záporné napětí invertujicího kondenzátoru 13. Po celou dobu sepnutí spínacího tranzistoru 12 se tímto záporným napětím nabíjí výstupní vyhlazovací kondenzátor 16 přes vyhlazovací tlumivku 15. Toto vyhlazené stabilizované napětí záporné polarity proti nulové zemnicí svorce 2 zapojení se odebírá na záporné výstupní svorce 17 zapojení. V době rozepnutí spínacího tranzistoru 12 je malé kladné napětí na anodě nabíjecí diody 14. Toto malé kladné napětí, odpovídající sepnutí nabíjecí diody 14 je odděleno od výstupního záporného napětí na výstupním vyhlazovacím kondenzátoru 16 vyhlazovací tlumivkou 15. V případě zkratu nebo přetížení vybudí zvětšený spád napětí na snímacím odporu 3 přes ochranný odpor 5 bázi snímacího tranzistoru 4. Na kolektoru snímacího tranzistoru 4 vznikne signál, který se přivádí na první sestup 8 regulačního členu 7 a ovlivňuje buzení spínacího tranzistoru 12 tak, že se doba sepnutí spínacího tranzistoru 12 zkracuje a tím klesne výstupní napětí na záporné výstupní svorce 17 zapojení.When the switching transistor 12 opens, the inverting capacitor 13 is charged by a positive input voltage from the positive wiring input terminal 1, increased by the voltage of the charged charge choke 11. The charging current circuit closes from the positive input terminal 1. wiring via sensing resistor 3 and further through the charging choke 11, the inverting capacitor 13, the charging diode 14 to the neutral ground terminal 2 of the wiring. As soon as the switching transistor 12 is closed again, the first pole - positive - of the inverting capacitor 13 is connected to the neutral ground terminal 2 of the wiring and the full negative voltage of the inverting capacitor 13 appears on the anode of the charging diode. This smoothed stabilized negative polarity voltage against the neutral wiring ground terminal 2 is drawn at the negative wiring output terminal 17. At the time of opening of the transistor 12, there is a small positive voltage at the anode of the charging diode 14. This small positive voltage, corresponding to the switching on of the charging diode 14, is separated from the negative output voltage at the output smoothing capacitor 16 by a smoothing choke. on the sensor resistor 3 through the protective resistor 5 of the transistor base 4, a signal is generated on the collector of the transistor 4, which is applied to the first descent 8 of the regulating member 7 and affects the excitation of the switching transistor 12 so that the switching time of the switching transistor 12 the output voltage at the negative output terminal 17 of the wiring.

Vynálezu se využije u impulsních stabilizátorů s výstupním napětím záporné polarity ve věch oborech regulační a automatizační techniky.The invention is applicable to pulse stabilizers with output voltage of negative polarity in all fields of control and automation technology.

P fi E D Id Ě T VYNÁLEZUTHE FIELD OF THE INVENTION

Claims

THE FIELD OF THE INVENTION

Pulse stabilizer wiring with negative polarity output voltage, consisting of a control element, transistors, diodes, chokes, capacitor and resistor, characterized in that the positive input terminal (1) of the wiring is connected to one terminal of the sensing resistor (3) and emitter of transistor (4), whose base is connected via protective resistor (5) to second terminal of sensing resistor (3), to one terminal of charging choke (11) and to one pole of input smoothing capacitor (6) and collector of transducer the transistor (4) is connected to the first input (8) of the regulator (7), whose output (10) is connected to the base of the switching transistor (12), whose collector is connected to the second charging choke terminal (11) and an inverting capacitor (13), the other pole of which is connected to the anode of the charging diode (14) and to one outlet of a smoothing choke (15), the other of which

200 810 outlet is connected to the second input (9) of the regulator (7), the negative output terminal (17) of the wiring and one field of the output smoothing capacitor (16), the other pole of which is connected to the neutral ground terminal (2) of the wiring. on the one hand with the second pole of the input smoothing capacitor (6) and on the other hand with the emitter of the switching transistor (12) with the cathode of the charging diode (14).

1 drawing

200 810