CS210264B1

CS210264B1 - Connecting the pulse voltage stabilizer

Info

Publication number: CS210264B1
Application number: CS369479A
Authority: CS
Inventors: Jan Rejlek
Original assignee: Jan Rejlek
Priority date: 1979-05-29
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Očelem vynálezu je vytvořit jednoduchý impulsní stabilizátor napětí, vhodný zejména pro napájení menších elektronických zařízení. Uvedeného účelu je dosaženo thn, že báze regulačního tranzistoru je spojena přes omezovači odpor s kolektorem budicího tranzistoru, ’který má opačný typ vodivosti než regulační tranzistor a jehož báze je spojena s výstupem vazebního obvodu, tvořeného např. vazebním kondenzátorem a děličem složeným z odporů a zapojeným mezi kolektor regulačního tranzistoru a napájecí svorku. Přitom emitor budicího tranzistoru je spojen jednak přes kondenzátor s napájecí svorkou nebo se společnou svorkou, jednak s výstupem zesilovače odchylky, spojeného s referenčním zdrojem a výstupní svorkou. Vynález nejlépe charakterizuje obr. 2.The purpose of the invention is to create a simple pulse voltage stabilizer, suitable especially for powering smaller electronic devices. The stated purpose is achieved in that the base of the control transistor is connected via a limiting resistor to the collector of the driving transistor, which has the opposite conductivity type to the control transistor and whose base is connected to the output of a coupling circuit, formed, for example, by a coupling capacitor and a divider composed of resistors and connected between the collector of the control transistor and the supply terminal. In this case, the emitter of the driving transistor is connected via a capacitor to the supply terminal or to a common terminal, and to the output of the deviation amplifier, connected to the reference source and the output terminal. The invention is best characterized by Fig. 2.

Description

Vynález se (týká zapojení impulsního stabilizátoru stejnosměrného napětí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a DC voltage pulse stabilizer.

Dosud známé impulsní stabilizátory jsou poměrně složité a nákladné, což brání jejich použití zejména v menších zařízeních. Proto se dosud velmi často používají energeticky nevýhodné spojité stabilizátory.The prior art pulse stabilizers are relatively complex and expensive, which prevents their use especially in smaller plants. Therefore, energy-disadvantageous continuous stabilizers are very often used so far.

Uvedené nevýhody nemá zapojení impulsního stabilizátoru napětí podle vynálezu, jehož podstatou je, že báze regulačního tranzistoru je spojena přes omezovači odpor s kolektorem budicího tranzistoru, který má opačný typ vodivosti než regulační tranzistor a jehož báze je spojena s výstupem vazebního obvodu, jehož první vstup je spojen s kolektorem regulačního tranzistoru a druhý vstup je spojen s napájecí svorkou, přičemž emitor budicího tranzistoru je spojen jednak přes kondenzátor s napájecí svorkou nebo se společnou svorkou, jednak s výstupem zesilovače odchylky, spojeného s referenčním zdrojem a s výstupní svorkou. Vazební obvod může být tvořen prvním odporem zapojeným mezi výstup a druhý vstup. První odpor ve vazebním obvodu může být vazební kondenzátor zapojen paralelně k prvnímu odporu. V jiném provedení může být vazební obvod tvořen prvním odporem zapojeným mezi výstup a první vstup, ochranným odporem a druhým odporem zapojenými v sérii mezi výstupem a druhým vstupem a vazebním kondenzátorem zapojeným mezí prvním vstupem a společným bodem ochranného odporu a druhého odporu. Zesilovač odchylky je výhodné vytvořit tranzistorem, jehož kolektor je spojen s kondenzátorem, báze je spojena s referenčním zdrojem a emitor je spojen s výstupní svorkou.The disadvantage of the present invention is not the connection of the pulse voltage stabilizer according to the invention, which is based on the fact that the base of the control transistor is connected via a limiting resistor to the excitation collector of the excitation transistor having the opposite conductivity type to the control transistor. and the second input is connected to the power terminal, the driver of the transistor being connected via a capacitor to the power terminal or to a common terminal, and to the output of the deviation amplifier connected to the reference source and the output terminal. The coupling circuit may consist of a first resistor connected between the output and the second input. The first resistor in the coupling circuit may be coupled in parallel to the first resistor. In another embodiment, the coupling circuit may comprise a first resistor connected between the output and the first input, a protective resistor and a second resistor connected in series between the output and the second input, and a coupling capacitor connected between the first input and the common protective resistor and second resistor. The deviation amplifier is preferably formed by a transistor whose collector is coupled to a capacitor, the base is coupled to a reference source, and the emitter is coupled to the output terminal.

Zapojení impulsního stabilizátoru podle vynálezu je ve srovnání s dosud známými zapojeními impulsních stabilizátorů jednodušší. V některých případech, zejména je-li větší rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím» je impulsní stabilizátor v zapojení podle vynálezu jednodušší a levnější než spojitý stabilizátor se stejnými parametry.The wiring of the pulse stabilizer according to the invention is simpler compared to the known wiring of the pulse stabilizers. In some cases, especially when there is a greater difference between the input and output voltages, the pulse stabilizer in the circuitry of the invention is simpler and cheaper than a continuous stabilizer with the same parameters.

Vazební obvod tvořený prvním odporem zapojeným mezi výstup a první vstup s druhým odporem zapojeným mezi výstup a druhý vstup zajištuje jednoduchým způsobem vazbu mezi kolektorem regulačního tranzistoru a bází budicího tranzistoru.A coupling circuit formed by a first resistor connected between the output and the first input with a second resistor connected between the output and the second input provides a simple connection between the collector of the control transistor and the base of the drive transistor.

Je-li první odpor nahrazen vazebním kondenzátorem, zrychlí se spínání a vypínání regulačního tranzistoru, čímž se zvýší účinnost.If the first resistor is replaced by a coupling capacitor, the switching transistor is switched on and off, thus increasing efficiency.

Další zrychlení spínání a vypínání regulačního tranzistoru lze získat zapojením vazebního kondenzátorů paralelně k prvnímu odporu.Further acceleration of switching on and off of the control transistor can be obtained by connecting coupling capacitors parallel to the first resistor.

Zapojením ochranného odporu mezi vazební kondenzátor a výstup vazebního obvodu se chrání báze budicího tranzistoru před proudovými špičkami.By connecting a protective resistor between the coupling capacitor and the output of the coupling circuit, the base of the drive transistor is protected from current spikes.

Činnost impulsního stabilizátoru podle vynálezu bude popsána podle výkresů. Obr. 1 znázorňuje blokové schéma impulsního stabilizátoru podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněn příklad konkrétního provedení.The operation of the pulse stabilizer according to the invention will be described with reference to the drawings. Giant. 1 shows a block diagram of a pulse stabilizer according to the invention, FIG. 2 shows an example of a specific embodiment.

Na obr. 1 je nestabilizované napájecí napětí přivedeno mezi společnou svorku 11 a napájecí svorku 12. S napájecí svorkou 12 je spojen emitor regulačního tranzistoruIn Fig. 1, the unstabilized supply voltage is applied between the common terminal 11 and the power terminal 12. The control transistor emitter is connected to the power terminal 12

2, jehož kolektor je spojen přes tlumivku 92 a výstupní svorkou 13 a přes rekuperační diodu 91 se společnou svorkou 11. Báze regulačního tranzistoru 2 je spojena přes omezovači odpor 4 s kolektorem budicího tranzistoru 3, jehož báze je spojena s výstupem 53 vazebního obvodu 5. První vstup vazebního obvodu 5 je spojen s kolektorem regulačního tranzistoru 2, druhý vstup 52 je spojen s napájecí svorkou 12. Emitor budicího tranzistoru 3 je spojen přes kondenzátor 6 s napájecí svorkou 12 a současně je spojen s výstupem zesilovače odchylky 7, 'spojeného jednak s referenčním zdrojem 8, jednak s výstupní svorkou 13. Výstupní svorka 13 je spojena s filtračním kondenzátorem 93 se společnou svorkou 11.2, whose collector is connected via a choke 92 and an output terminal 13 and a regenerative diode 91 to a common terminal 11. The base of the control transistor 2 is connected via a limiting resistor 4 to the collector of the drive transistor 3 whose base is connected to the output 53 of the coupling circuit 5. The first input of the coupling circuit 5 is connected to the collector of the control transistor 2, the second input 52 is connected to the power terminal 12. The exciter transistor 3 is connected via a capacitor 6 to the power terminal 12 and simultaneously connected to the output of the amplifier 7 connected to the output terminal 13 is connected to a filter capacitor 93 with a common terminal 11.

Zesilovač odchylky 7 nabíjí kondenzátor 6 proudem, závislým na velikosti odchylky výstupního napětí od napětí referenčního zdroje 8. Jakmile napětí na kondenzátorů 8 dosáhne určité hodnoty, dané vazebním obvodem 5, začne se otvírat budicí tranzistorThe deviation amplifier 7 charges the capacitor 6 with a current depending on the magnitude of the output voltage deviation from the reference source voltage 8. When the voltage at the capacitors 8 reaches a certain value given by the coupling circuit 5, the excitation transistor starts to open

3. Jeho kolektorovým proudem tekoucím omezovaCím odporem 4 se začne otvírat i regulační tranzistor 2. Změna napětí na jeho kolektoru ise přes vazební obvod 5 přenese na bázi budicího tranzistoru (3 a způsobí rychlé sepnutí obou tranzistorů. Proud tekoucí sepnutým regulačním tranzistorem 2 protéká tlumivkou 02 a nabíjí filtrační kondenzátor 93. Kolektorový proud regulačního tranzistoru 2 se časem zvětšuje, zatímco proud tekoucí do jeho báze se vlivem vybíjení kondenzátorů 8 zmenšuje. Proto po určité době přestane být regulační tranzistor 2 v nasyceném stavu, a úbytek napětí na jeho kolektoru se začne zvětšovat. Tato změna se vazebním obvodem 5 přenese na bází budicího tranzistoru 3, který še začne zavírat. Tím způsobí další zmenšení proudu tekoucího do báze regulačního tranzistoru 2 a rychlé uzavření obou tranzistorů. Celý děj se znovu opakuje po nabití kondenzátoru 6.3. Its collector current flowing through the limiting resistor 4 also opens the control transistor 2. The voltage change on its collector is transmitted via the coupling circuit 5 based on the excitation transistor (3) and causes both transistors to switch quickly. The collector current of the control transistor 2 increases over time, while the current flowing into its base decreases due to the discharge of the capacitors 8. Therefore, after some time, the control transistor 2 ceases to be saturated, and the voltage drop across its collector begins to increase. This change is transmitted by the coupling circuit 5 to the base of the excitation transistor 3 and begins to close, thereby further reducing the current flowing to the base of the transistor 2 and rapidly closing both transistors.

Na obr. 2 je vazební obvod 5 tvořen prvním odporem 54 zapojeným mezi výstupem 53 a prvním vstupem 51, ochranným odporem 57 a druhým odporem 55 zapojenými v sérii mezi výstupem 53 a druhým vstupem a vazebním kondenzátorem 56 zapojeným mezi prvním vstupem 51 a společným bodem ochranného odporu 57 a druhého odporu 55. Emitor budicího tranzistoru 3 je přes ochrannou diodu 31 spojen s kolektorem srovnávacího tranzistoru 71, sloužícího jako zesilovač odchylky. Kolektor srovnávacího tranzistoru 71 je spojen se společnou svorkou 11 kondenzátorem 6, jeho emitor je spojen s výstupní svorkou 13. Re3 ferenční zdroj je tvořen Zenerovou diodou 83 a kompenzační diodou 82 zapojenými v sérii a napájenými ipřes předřadný odpor 81. Referenční napětí se odebírá z běžce trimru 84 a je přivedeno na bázi srovnávacího tranzistoru 71.In Fig. 2, the coupling circuit 5 is formed by a first resistor 54 connected between output 53 and first input 51, a protective resistor 57 and a second resistor 55 connected in series between output 53 and second input, and a coupling capacitor 56 connected between first input 51 and a common protective point The emitter of the excitation transistor 3 is connected via a protective diode 31 to the collector of a comparative transistor 71 serving as a deviation amplifier. The collector of the transistor 71 is connected to the common terminal 11 by a capacitor 6, its emitter is connected to the output terminal 13. The re3 source is formed by a Zener diode 83 and a compensating diode 82 connected in series and powered via a series resistor 81. trimmer 84 and is supplied on the basis of comparative transistor 71.

Funkce impulsního stabilizátoru podle obr. 2 je stejná jako funkce stabilizátoru znázorněného na obr. 1. Ochranná dioda 31 slouží k ochraně přechodu báze — emitor budicího tranzistoru 3. Kompenzační dioda 82 kompenzuje teplotní závislost úbytku napětí mezi bází a emitorem srovnávacího tranzistoru 71.The function of the pulse stabilizer of FIG. 2 is the same as that of the stabilizer shown in FIG. 1. The protective diode 31 serves to protect the base-emitter of the drive transistor 3. The compensation diode 82 compensates the temperature dependence of the voltage drop between base and emitter of the transistor 71.

Impulsní stabilizátor napětí podle¹ vynálezu je vhodný zejména pro napájení menších celků sestavených z logických integrovaných obvodů tam, kde se vyžadují malé rozměry, nízká cena, malá váha a vysoká účinnost. S regulačním tranzistorem s poĚolenou kolektorovou ztrátou 800 mW lze odje vynálezu realizovat např. napájecí droj 5 V/400 mA se vstupním napětím 12— J-40V a s účinností přes 70%. Impulsní jtabilizátor podle vynálezu nepotřebuje ke |vé funkci zvlnění výstupního napětí. Zapojení není kritické pa hodnoty součástek. V případě potřeby lze regulační tranzistor ijiahradlt Ďarlingtonovou dvojicí. . jí Zapojí-li se napájecí napětí mezi napáječi svorku 12 a výstupní svorku 13, je na výstupu stabilizátoru mezi výstupní svorkou Is a společnou svorkou 11 stabilizované napětí opačné polarity než napájecí napětí, í Impulsní stabilizátor napětí podle vynálezu lze realizovat i s opačně zapojeným napájecím zdrojem, opačně zapojenými diodami a s tranzistory opačného typu vodivosti, než je znázorněno na obrázcích.Impulse voltage stabilizer ¹ according to the invention is particularly suitable for smaller power units made up of logic integrated circuits where they require small size, low cost, low weight and high efficiency. With a control transistor with a collector loss of 800 mW, it is possible to implement, for example, a 5 V / 400 mA power supply unit with an input voltage of 12-J-40V and an efficiency of over 70%. The pulse stabilizer according to the invention does not need the output voltage ripple to function. The connection is not critical pa of the component values. If required, the control transistor can be ijiahradlt with a Darlington pair. . When the supply voltage between the supply terminal 12 and the output terminal 13 is connected, a stabilized voltage of opposite polarity to the supply voltage is present at the output of the stabilizer between the output terminal Is and the common terminal 11. The pulse voltage stabilizer according to the invention diodes in reverse and transistors of the opposite conductivity type as shown in the figures.

Claims

1. Connection of a DC voltage stabilizer whose regulating transistor is connected by its emitter to a supply terminal and collector with a common point of a recovery diode and a choke, characterized in that the base of the regulating transistor (2) is connected via a limiting resistor (4) to the collector of the driver (3) having the opposite conductivity type to the control transistor (2J) and whose base is connected to the output (53) of the coupling circuit (5), the first input (51) of which is connected to the collector of the control transistor (2) and the second input ( 52) is connected to the power terminal (12), the driver of the excitation transistor (3J) being connected via a capacitor (6) to the power terminal (12) or to the common terminal (11) or to the output of the offset amplifier (7) with reference source (8) and output terminal (13).

2. The pulse voltage stabilizer circuit as set forth in claim 1, wherein the coupling circuit (5) comprises a first resistor (54) connected between the output (53) and the first input (51) and a second resistor (55) connected between the output (53 J). and a second inlet (52).

3. The pulse voltage stabilizer according to claim 1, wherein the coupling circuit (5) is formed by coupling condensers; a torque (56) connected between the output (53) and the first input (51) and a second resistor (55) connected between the output (53) and the second input (52).

4. Connection of the impulse voltage stabilizer i according to claim 1, characterized in that the coupling circuit I (

5) is formed by a first resistor j (54) connected between the output (53) and the first resistor input (51), coupling capacitor (56) | connected in parallel to the first resistor I (54) and the second resistor (55) connected between the output (53) and the second input (52). i |. The circuit of the pulse voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that the coupling circuit (5) comprises a first resistor (54) connected between the output (53) and the first input (51), a protective resistor (57) and a second resistor (57). (55) networked; rii between the output (53) and the second input (52) and the coupling capacitor j (56) connected between the first input f (51) and the common point of the shroud (57) and the second resistor (55).

6. The pulse voltage stabilizer circuit according to claim 1, characterized in that the deviation amplifier (7) comprises a comparative transistor (71) whose collector is only connected to the capacitor (6), the base is connected to a reference source (8) and the emitter is connected to the output terminal (13).