CS218451B1

CS218451B1 - Connection of the source of the stabilized a.c.

Info

Publication number: CS218451B1
Application number: CS68481A
Authority: CS
Inventors: Jan Slavik
Original assignee: Jan Slavik
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1983-02-25

Description

Vynález se týká zapojení zdroje stabilizovaného stejnosměrného napětí se zvýšenou energetickou účinností, která má ke zdroji střídavého napětí paralelně připojený usměrňovači násobič napětí, přičemž k násobiči jsou připojeny obvody referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky a k usměrňovači je připojen výkonový regulační prvek, který je řízen z obvodů referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky a jehož výstup je 'zpětnou vazbou spojen s obvody referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stabilized direct current voltage source of increased energy efficiency having a rectifier voltage multiplier connected to an AC voltage source, the reference voltage amplifier and amplifier of control deviation connected to the multiplier. the reference voltage and the error correction amplifier and whose output is coupled to the reference voltage and the error correction amplifier circuits.

Jsou již známá zapojení tohoto druhu, která jsou uspořádána tak, že se ze zdroje střídavého napětí pro usměrnění napájí jak obvody pro získání referenčního napětí a obvody zesilovače regulační odchylky, tak i vlastní výkonový regulační prvek nebo se pro napájení obvodů pro získání referenčního napětí a obvodů zesilovače regulační odchylky použije zvláštního zdroje střídavého napětí s usměrňovačem.Circuits of this kind are already known, which are arranged in such a way that both the reference voltage and control deviation amplifier circuits as well as the power regulator itself are supplied from the rectifying AC voltage source, or to supply the reference voltage and circuits to power the circuits. a deviation control amplifier uses a special AC voltage source with a rectifier.

Hlavní nevýhody těchto známých zapojení spočívají v tom, že již při běžných požadavcích na stabilitu výstupního napětí stablližátaru a větších odebíraných výkonech, dochází ke značné výkonové ztrátě na výkonovém prvku. Další nevýhoda spočívá v tom, že pro napájení obvodů pro získání referenčního· napětí a obvodů zesilovače regulační odchylky ze zvláštního zdroje je potřeba zvláštního zdroje střídavého napětí s usměrňovačem, zejména v těch případech, kdy je nízké napájecí napětí stabilizátoru buď kvůli výkonové ztrátě na regulačním prvku, nebo z důvodu nutnosti napájení obvodů referenčního· napětí a zesilovače regulační odchylky ze zdroje vyššího stejnosměrného napětí.The main disadvantages of these known circuits are that a considerable power loss occurs at the power element already under the usual requirements for the stability of the output voltage of the stabilizer and of the larger power consumptions. A further disadvantage is that a separate AC power supply with a rectifier is needed to supply the reference voltage and control deviation amplifier circuits from a separate source, especially in those cases where the stabilizer supply voltage is either low due to power loss on the control element or because of the need to power the reference voltage and amplifier control deviations from a higher DC voltage source.

Účelem vynálezu je odstranění uvedených nedostatků.The purpose of the invention is to overcome the above mentioned drawbacks.

Vynález si klade za úkol vytvořit obvod, který by byl jednodušší a levnější než dosud známá zapojení tohoto druhu, a který by umožňoval dosažení vyšší energetické účinnosti celého stabilizátoru.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a circuit that is simpler and cheaper than the prior art connections of this kind, and which makes it possible to achieve a higher energy efficiency of the whole stabilizer.

Tento úkol se podle vynálezu řeší tak, že mezi zdroj střídavého napětí a usměrňovač je ke svorkám připojen násobič napětí, zatímco společný výstup násobiče napětí je připojen ke společnému výstupu, který je připojen jednak k výstupu usměrňovače a jednak ke vstupu obvodů referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky, připojených svým vstupem k výstupu násobiče napětí, přičemž výstup z výkonového regulačního prvku je připojen zpětnou vazbou ke vstupu obvodů referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky, které jsou připojeny přes řízení výkonového regulačního prvku ke vstupu výkonového regulačního prvku.According to the invention, this object is achieved by connecting a voltage multiplier to the terminals between the AC power supply and the rectifier, while a common voltage multiplier output is connected to a common output which is connected both to the rectifier output and to the reference voltage and control amplifier input. the output of the power control element is connected by feedback to the input of the reference voltage circuits and the control deviation amplifier, which are connected via the power control element to the input of the power control element.

Hlavní výhody řešení podle vynálezu spočívají v tom, že z jednoho zdroje střídavého napětí, například z jednoho vinutí transformátoru, lze získat usměrněním napětí pro napájení vlastního výkonového regulačního prvku, například tranzistoru, a současně z násobiče napětí získat vyšší stejnosměrné napájecí napětí pro obvody referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky. Protože je odběr výkonu jmenovaných obvodů, napájených z násobiče napětí poměrně malý, jsou nároky na prvky násobiče napětí nízké. Tímto zapojením se podstatně zvyšuje účinnost celého zdroje stejnosměrného stabilizovaného napětí, aniž je třeba používat zvláštního zdroje pro napájení obvodů referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky.The main advantages of the solution according to the invention are that one AC source, for example one transformer winding, can be obtained by rectifying the voltage for supplying its own power control element, for example a transistor, and simultaneously obtaining a higher DC supply voltage for the reference voltage circuits. and control error amplifiers. Since the power consumption of said circuits supplied from the voltage multiplier is relatively small, the demands on the voltage multiplier elements are low. This connection significantly increases the efficiency of the entire DC stabilized voltage source, without the need to use a separate power supply to supply the reference voltage circuits and the amplifier of the control deviation.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawing.

Na obr. 1 je znázorněno schéma zapojení podle vynálezu, na obr. 2 příklad zapojení jednocestného usměrňovače a násobiče napětí a na obr. 3 příklad zapojení dvoucestného usměrňovače a násobiče napětí, podle vynálezu.Fig. 1 shows a circuit diagram according to the invention; Fig. 2 shows an example of a one-way rectifier and voltage multiplier connection; and Fig. 3 shows an example of a two-way rectifier and voltage multiplier connection according to the invention.

Ke svorkám 2 zdroje 1 střídavého napětí je připojen usměrňovač 3. Tento usměrňovač 3 je například jednocestný nebo dvoucestný. Ke svorkám 2 je připojen, kromě usměrňovače 3, paralelně ještě násobič 4 napětí, například zdvojovač napětí. Na výstupu 5 násobiče 4 napětí je n násobek napětí na výstupu 6 usměrňovače 3 proti společnému výstupu 7, na který je také připojen společný výstup 8 násobiče 4 napětí. Z výstupu usměrňovače 6 se přivádí napětí k výkonovému regulačnímu prvku 11, na jehož výstup 12 je pak stabilizované stejnosměrné napětí. Z výstupu 12 se přivádí stabilizované napětí zpětnou vazbou 13 k obvodům .9 referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky, které jsou napájeny z výstupu 5 násobiče 4 napětí a které řízením 10 výkonového regulačního prvku 11 řídí funkci výkonového regulačního prvku 11.A rectifier 3 is connected to the terminals 2 of the AC power supply 1. This rectifier 3 is for example one-way or two-way. In addition to the rectifier 3, a voltage multiplier 4, for example a voltage doubler, is connected to the terminals 2 in parallel. At the output 5 of the voltage multiplier 4 there is n times the voltage at the output 6 of the rectifier 3 against the common output 7, to which the common output 8 of the voltage multiplier 4 is also connected. From the output of the rectifier 6, a voltage is applied to the power control element 11, to whose output 12 the DC voltage is then stabilized. A stabilized voltage is supplied from the output 12 by feedback 13 to the reference voltage circuits 9 and the control deviation amplifier, which are supplied from the output 5 of the voltage multiplier 4 and which control the power control element 11 by controlling the power control element 11.

Podmínkou energeticky účinné funkce zapojení je správné určení napětí na výstupu 6 usměrňovače 3 proti společnému výstupu 7 s ohledem na minimální úbytek napětí na výkonovém regulačním prvku 11, například tranzistoru, při uvažovaných změnách napětí na svorkách 2 zdroje 1 střídavého napětí. Současně lze podle potřeby navrhnout napětí na výstupu 5 násobiče 4 napětí jako n násobek napětí výstupu 6 usměrňovače 3, například dvojnásobek, napájeného ze stejného zdroje 1 střídavého napětí, tak aby vyhovovalo optimální funkci obvodů 9 referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky, například 10 V až 30 V. To je výhodné zejména při nízkém výstupním napětí zdroje 1 střídavého napětí na svorkách 2, například při napájení elektronických obvodů, které vyžadují napájecí napětí 5 V nebo i méně. Protože je odběr obvodů 9 referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky poměrně malý, jsou i nároky na filtraci napětí na výstupu 5 násobiče 4 napětí nízké. V tomto zapojení lze bez potíží dosáhnout energetické účinnosti stabilizátoru kolem 60 %.The condition of the energy-efficient wiring function is to correctly determine the voltage at the output 6 of the rectifier 3 against the common output 7 with respect to the minimum voltage drop at the power control element 11, for example the transistor. At the same time, the voltage at the output 5 of the voltage multiplier 4 can be designed as n times the voltage of the output 6 of the rectifier 3, for example double, powered from the same AC source 1 to suit the optimum operation of the reference voltage circuits 9 and control deviation amplifiers This is particularly advantageous at low output voltage of the AC power supply 1 at the terminals 2, for example when supplying electronic circuits that require a supply voltage of 5 V or less. Since the demand of the reference voltage circuits 9 and the control deviation amplifier is relatively small, the demands on the voltage filtering at the output 5 of the voltage multiplier 4 are also low. In this connection, the energy efficiency of the stabilizer can be achieved without any problems at around 60%.

Na obr. 2 je nakreslen příklad zapojení jednocestného usměrňovače 3 a násobiče 4 napětí jako zdvojovače napětí, které lze použít v zapojení podle vynálezu. Ke svorkám 2 zdroje 1 střídavého napětí je připojen jednocestný usměrňovač 3, tvořený diodou 15 usměrňovače 3 a kondenzátorem 17 usměrňovače 3. Ke svorkám 2 je připojen, kromě usměrňovače 3, paralelně ještě násobič 4 napětí, tvořený diodou 14 násobiče a diodou 15 usměrňovače 3, kondenzátorem 18 násobiče a kondenzátorem 17 usměrňovače 3. Výstup 5 násobiče 4 napětí se připojí ke vstupu obvodů 9 referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky, výstup 6 usměrňovače 3 ke vstupu výkonového regulačního prvku 11, společný výstup 7 ke druhému vstupu obvodů 9 referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky a k tomuto společnému výstupu 7 je rovněž připojen společný výstup 8 násobiče 4 napětí.FIG. 2 shows an example of the connection of a one-way rectifier 3 and a voltage multiplier 4 as a voltage doubler which can be used in the circuit according to the invention. A two-way rectifier 3, consisting of a rectifier diode 15 and a rectifier capacitor 17, is connected to the terminals 2 of the AC power supply 1. In addition to the rectifier 3, a voltage multiplier 4 consisting of a multiplier diode 14 and a rectifier 3 diode 15 is connected. capacitor 18 of multiplier and capacitor 17 of rectifier 3. Output 5 of voltage multiplier 4 is connected to input of reference voltage circuits 9 of control deviation, output 6 of rectifier 3 to input of power control element 11, common output 7 to second input of circuits 9 of reference voltage and amplifier deviation and to this common output 7 is also connected common output 8 of voltage multiplier 4.

Na obr. 3 je nakreslen příklad zapojení dvojcestného usměrňovače 3 a násobiče 4 napětí jako zdvojovače napětí, které lze rovněž použít v zapojení podle vynálezu, například při větších požadavcích výkonu na výstupu 6 usměrňovače 3. Ke svorkám 2 zdroje 1 střídavého· napětí je připojen dvoucestný usměrňovač 3, tvořený diodami 15 usměrňovače 3 a kondenzátorem 17 usměrňovače 3. Ke svorkám 2 je připojen paralelně ještě násobič 4 napětí, tvořený diodou 14 násobiče, diodami 15 usměrňovače 3, kondenzátorem 18 násobiče a kondenzátorem 17 usměrňovače 3. Výstup 5 násobiče 4 napětí se připojí ke vstupu obvodů 9 referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky, výstup 6 usměrňovače 3 ke vstupu výkonového regulačního prvku 11, společný výstup 7 ke druhému vstupu obvodů 9 referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky a k tomuto společnému výstupu 7 je rovněž připojen společný výstup 8 násobiče 4 napětí.Fig. 3 shows an example of the connection of a two-way rectifier 3 and a voltage multiplier 4 as a voltage doubler which can also be used in the circuit according to the invention, for example for larger power requirements at the rectifier output 6. rectifier 3, consisting of diodes 15 of rectifier 3 and capacitor 17 of rectifier 3. The voltage multiplier 4 consisting of diode 14 multiplier, diodes 15 of rectifier 3, capacitor 18 of multiplier and capacitor 17 of rectifier 3 is connected in parallel to terminals 2. to the input of the reference voltage and amplifier circuits 9, the output 6 of the rectifier 3 to the input of the power control element 11, a common output 7 to the second input of the reference voltage circuits and the amplifier to the control error. ý output 8 voltage multiplier 4.

Claims

1. Connection of a stabilized DC power supply with increased energy efficiency, having a rectifier and a voltage multiplier connected to the AC power supply, the reference voltage and deviation amplifier circuits being connected to the multiplier and a power control element controlled from the Circuits connected to the rectifier the reference voltage and the control deviation amplifier, the output of which is connected to the reference voltage and control deviation amplifier circuits, characterized in that a voltage multiplier (4) is connected to the terminals (2j) between the AC source (1j) and the rectifier (3); whereas the common output (8) of the voltage multiplier (4) is connected to the common output (7), which is connected both to the output of the rectifier (3) and to the input of the reference voltage circuits (9) and the control deviation amplifier connected exit us the output (12) of the power control element (11) being connected by feedback (13) to the input of the reference voltage circuits (9) and the control deviation amplifier, which are connected via the power control element (10) to the input a power control element (11).

Wiring according to claim 1, characterized in that a one-way rectifier (3) is connected to the terminals (2), in which a rectifier diode (15) and a capacitor (2) are connected to one terminal (2). (17) rectifiers (3), the outputs of which are connected to the common output (7), and in parallel to it a voltage multiplier (4), in which a diode (14) multiplier and a rectifier diode (15) are connected to one terminal (2) 3) and to the second terminal (2) the input of the multiplier capacitor (18) whose output is connected to the output (5) of the voltage multiplier (4) after the multiplier diode (14) and the input of the capacitor (17) of the rectifier (3) it is connected to the common output (7) behind the diode (15) of the rectifier (3).

Connection according to claim 1, characterized in that a two-way rectifier (3) is connected to the terminals (2), in which rectifier diodes (15) are connected to the first and third terminals (2) and a capacitor (17) is connected to the second terminal (2). ) rectifiers (3), the outputs of which are connected to the common output (7), and in parallel to it a voltage multiplier (4), in which a diode (14) of the multiplier and a diode (15) of the rectifier (3) are connected to the first terminal (2) , a third rectifier diode (15) to the third terminal and a multiplier capacitor (16) input connected to the output (5) of the voltage multiplier (4) after the multiplier diode (14) and a capacitor input (17) to the second terminal ) of a rectifier (3), the output of which is connected to a common output (7) behind the outputs of both diodes (15) of the rectifier (3).