CS276324B6

CS276324B6 - Connection of current-dependent control of pulse regulated source

Info

Publication number: CS276324B6
Application number: CS634589A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Ing Stuchlik
Original assignee: Tesla Liberec
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1992-05-13

Abstract

Zapojení řeší jednoduchý, proudově a napěťově závislý řídicí obvod impulsního zdroje s galvanicky oddělným vstupem a výstupem. Skládá se z generátoru obdélníkového napětí (G) a R - S klopného obvodu (KO), které jsou s výhodou realizované 10 typem 4011, a dále z budicího obvodu (B0), řídicího tranzistoru (5) a optoělenu (8). Podstatou zapojení je, že výstup Q generátoru obdélníkového napětí (G) je spojen derivaěním kondenzátorem (2) a ochranným rezistorem (3) s nastavovacím vstupem S klopného obvodu (K0) a invertovaný výstup Q je pracovním rezistorem (4) spojen s nulovacím vstupem R, ke kterému je připojen kolektor řídicího tranzistoru (5). Emitor řídicího tranzistoru (5) je spojen se zápornou vstupní svorkou (C) a k bázi je připojen jednak vazební rezistor (6) z proudového snímače a jednak předřadný rezis·· tor (7) z emitoru optoelektrického členu (8), na jehož diodu je připojena napěťová regulační odchylka. Zapojení lze využít pro konstrukci jednoduchých a levných impulsních zdrojů.The wiring solves simple, current and a voltage-dependent pulse control circuit sources with galvanically separated input and output. It consists of a generator Rectangular Voltage (G) and R - S Flip circuit (KO), which are preferably realized by 10 type 4011, and further from excitation circuit (B0), control transistor (5) and the screen (8). The essence of engagement is that the Q output of the generator is rectangular the voltage (G) is connected by derivation with a capacitor (2) and a protective resistor (3) with setting input S flip-flop (K0) and inverted output Q is a working resistor (4) connected to the reset input R to which it is connected a control collector is connected transistor (5). Control Transistor Emitter (5) is associated with a negative input terminal (C) and to the base is connected first, a resistor (6) from the current sensors and ballast resistor of the optoelectric member emitter (8) on whose diode voltage is connected regulatory deviation. Engagement can be used for simple construction and cheap pulse sources.

Description

Vynález řeší zapojení proudově závislého řízení impulsního regulovaného zdroje s blokujícím, nebo s propustným měničem a galvanicky odděleným vstupním a výstupním obvo dem.The invention solves the connection of a current-dependent control of a pulse regulated source with a blocking or permeable converter and a galvanically separated input and output circuit.

Proudově závislé řízení zvyšuje stabilitu impulsního regulovaného zdroje, snižuje přenos změn vstupního napětí na výstupní a umožňuje do značné míry použít oddělovací optoelektronický člen ve zpětné vazbě regulační smyčky.Current-dependent control increases the stability of the pulse-regulated source, reduces the transmission of changes in the input voltage to the output and allows the isolating optoelectronic element to be used to a large extent in the feedback of the control loop.

Dosud se k realizaci proudově závislého řízení používaly speciální integrované obvody, např. UC 1846, TDA 4700 či B260D. Ani jeden z těchto integrovaných obvodů není realizován obvody CMOS a z toho vyplývá i zvýšený klidový odběr proudu. Vnitřní obvodové řešení je dost složité a integrovaný obvod je tak cenově nákladný. U jednoduchých přístrojů je cena impulsního zdroje srovnatelná s cenou vlastního přístroje, což brání jejich většímu využívání.Until now, special integrated circuits, such as UC 1846, TDA 4700 or B260D, have been used to implement current-dependent control. None of these integrated circuits is implemented by CMOS circuits and this results in increased quiescent current consumption. The internal circuit solution is quite complex and the integrated circuit is thus expensive. For simple devices, the price of the pulse source is comparable to the price of the device itself, which prevents their greater use.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení podle vynálezu, kde výstup generátoru obdélníkového napětí je spojen derivačním kondenzátorem s derivačním rezistorem a s ochranným rezistorem, který je druhým vývodem spojen s nastavovacím vstupem klopného obvodu. Invertovaný výstup generátoru obdélníkového napětí je spojen pracovním rezistorem s nulovacím vstupem klopného obvodu a s kolektorem řídicího tranzistoru, jdi ož emitor je spojen se zápornou vstupní svorkou. Báze řídicího tranzistoru je spojena s vazebním rezistorem a předřadným rezistorem je spojena s emitorem tranzistoru optoelektronického prvku, jehož kolektor je spojen s kladnou svorkou a s derivačním rezistorem. Výstup klopného obvodu je spojen se vstupem budicího obvodu.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the circuit according to the invention, where the output of the square voltage generator is connected by a derivative capacitor to the derivative resistor and to a protective resistor which is connected to the setting input of the flip-flop by a second terminal. The inverted output of the square voltage generator is connected by a working resistor to the zero input of the flip-flop circuit and to the collector of the control transistor, the emitter of which is connected to the negative input terminal. The base of the control transistor is connected to a coupling resistor and the ballast resistor is connected to the emitter of the transistor of the optoelectronic element, the collector of which is connected to the positive terminal and to the derivative resistor. The output of the flip-flop circuit is connected to the input of the excitation circuit.

Zapojení proudově závislého řízení impulsního regulovaného zdroje umožňuje řešit napájecí stabilizované zdroje s minimálním počtem součástek a s levným a spolehlivým integrovaným obvodem typu 4011. Je vhodné především pro řízení blokujícího měniče, pro zpracování širokého rozsahu vstupního napětí (až desetinásobek minimálního vstupního napětí), pro síťové impulsní regulované zdroje, i pro malé stabilizované zdroje. Extrémně nízký odběr proudu řídicího a budícího obvodu zjednodušuje výsledné zapojení a zvyšuje spolehlivost a účinnost napájecího zdroje, který může pracovat již od -40 °C.Connection of current-dependent control of pulse regulated source allows to solve stabilized power supplies with minimum number of components and cheap and reliable integrated circuit type 4011. It is especially suitable for control of blocking converter, for processing wide range of input voltage (up to ten times minimum input voltage), for mains pulse regulated sources, even for small stabilized sources. The extremely low current consumption of the control and excitation circuit simplifies the resulting connection and increases the reliability and efficiency of the power supply, which can operate from -40 ° C.

Zapojení proudově závislého řízení impulsního regulovaného zdroje, doplněné o vlastní měnič a příklad vnitřního zapojení bloků, je uvedeno na výkresu.The connection of the current-dependent control of the pulse regulated source, supplemented by the inverter itself and an example of the internal connection of the blocks, is shown in the drawing.

Skládá se z generátoru obdélníkového napětí G, klopného obvodu KO, budicího obvodu B0 a řídicího tranzistoru 5. Výstup Q generátoru obdélníkového napětí G je spojen derivačním kondenzátorem £ s derivačním rezistorem £ a s ochranným rezistolem 3, který je druhým vývodem spojen s nastavovacím vstupem £ klopného obvodu KO. Invertovaný výstup Q je spojen pracovním rezistorem (4) s nulovacím vstupem R klopného obvodu KO a s kolektorem řídicího tranzistoru 5, jehož emitor je spojen se zápornou vstupní svorkou C. Báze řídicího tranzistoru £ je spojena s vazebním rezistorem £ a předřadným rezistorem 7 je spojena s emitorem tranzistoru optoelektronického prvku £, jehož kolektor je spojen s kladnou svorkou £ a s derivačním rezistorem £. Výstup klopného obvodu KO je spojen se vstupem budicího obvodu B0.It consists of a square voltage generator G, a flip-flop KO, an excitation circuit B0 and a control transistor 5. The output Q of the square voltage generator G is connected by a derivative capacitor £ to a derivative resistor £ and a protective resistor 3, which is connected by a second terminal to the setting input £. district KO. The inverted output Q is connected by a working resistor (4) to the reset input R of the flip-flop KO and to the collector of the control transistor 5, whose emitter is connected to the negative input terminal C. The base of the control transistor £ is connected to the coupling resistor £ the emitter of the transistor of the optoelectronic element £, the collector of which is connected to the positive terminal £ and to the derivative resistor £. The output of the flip-flop circuit KO is connected to the input of the excitation circuit B0.

Na vstupní kladnou svorku £ je přivedeno kladné napětí proti záporné vstupní svorce C. Na pomocnou svorku B je přivedeno napětí pró napájení generátoru obdélníkového napětí G, klopného obvodu KO a budicího obvodu B0. Měnič M je blokující s transformátor rem 20, spínacím tranzistorem 21, s oddělovací diodou 22, s výstupním kondenzátorem 23 připojeným na výstupní kladnou svorku D a.na výstupní zápornou svorku E. Výstupní napětí je snímáno Zenerovou diodou 24 s doplňkovým rezistorem 25.A positive voltage is applied to the positive input terminal £ against the negative input terminal C. A voltage is applied to the auxiliary terminal B to supply the square wave generator G, the flip-flop circuit KO and the excitation circuit B0. The converter M is interlocking with a transformer rem 20, a switching transistor 21, an isolating diode 22, with an output capacitor 23 connected to the output positive terminal D and to the output negative terminal E. The output voltage is sensed by a Zener diode 24 with an additional resistor 25.

Sestupná hrana na výstupu Q generátoru obdélníkového napětí G se přenese přes derivační kondenzátor 2 a ochranný rezistor 3 na nastavovací vstup klopného obvodu K0. Na výstupu klopného obvodu K0 vznikne kladné napětí, které se přes budicí obvod B0 přivede na řídicí elektrodu spínacího tranzistoru £1. Přes derivační rezistor 1 a ochranný rezistor £ se přivádí kladné napětí na nastavovací vstup £. Na invertovaném výstupu θ' generátoru obdélníkového napětí je kladné napětí, které se přes pracovní rezistor 4 přivádí na nulovací vstup £ klopného obvodu K0 Primárním vinutím transformátoru 20 narůstá lineárně proud a na snímacím rezistoru 9 vzniká napětí, které se přes vazební rezistor £ přivádí na bázi řídicího tranzistoru £. Vlivem napěťové regulační smyčky, realizované Zenerovou diodou 24, doplňkovým rezistorem 25,optoelektronickým prvkem 8 a předřadným rezistorem £, se mění napětí na vazebním rezistoru £. Pokud dosáhne napětí, podložené průběhem napětí na snímacím rezistoru £ prahového napětí řídicího tranzistoru £, dojde k jeho otevření a vlivem nulovaóího vstupu £ klesne napětí na výstupu klopného obvodu K0 a následně na řídicí elektrodě spínacího tranzistoru 21 Spínací tranzistor 21 se uzavírá a energie nahromaděná v jádře transformátoru 20 se přenese přes oddělovací diodu 22 do výstupního kondenzátoru 23. Maximální výkon regulovaného zdroje je dán kmitočtem generátoru obdélníkového napětí G, indukčností primárního vinutí transformátoru 20 a velikostí snímacího rezistoru 9_. Změna vstupního napětí má vliv pouze na rychlost nabití jádra transformátoru 20 na požadovanou hodnotu určenou zatížením regulovaného zdroje. Pokud nedojde ke zkrácení aktivní doby spínacího tranzistoru 21 vlivem sepnutí řídicího tranzistoru £, zajistí to invertovaný výstup £ generátoru obdélníkového napětí G. Tento stav může nastat při malém napájecím napětí zdroje.The falling edge at the output Q of the square-wave voltage generator G is transmitted via a derivation capacitor 2 and a protective resistor 3 to the setting input of the flip-flop circuit K0. A positive voltage is generated at the output of the flip-flop circuit K0, which is applied to the control electrode of the switching transistor £ 1 via the excitation circuit B0. A positive voltage is applied to the setting input £ via the derivative resistor 1 and the protective resistor £. At the inverted output θ 'of the square wave generator there is a positive voltage, which is supplied via the working resistor 4 to the zero input £ of the flip-flop K0. control transistor £. Due to the voltage control loop realized by the Zener diode 24, the auxiliary resistor 25, the optoelectronic element 8 and the ballast resistor £, the voltage on the coupling resistor £ changes. When the voltage underlying the voltage across the sensing resistor £ reaches the threshold voltage of the control transistor £, it opens and the zero input £ drops the voltage at the output of flip-flop K0 and subsequently at the control electrode of switching transistor 21. Switching transistor 21 closes and energy accumulates in the core of the transformer 20 is transmitted via the isolating diode 22 to the output capacitor 23. The maximum power of the regulated source is given by the frequency of the square voltage generator G, the inductance of the primary winding of the transformer 20 and the magnitude of the sensing resistor 9. The change of the input voltage only affects the charging speed of the transformer core 20 to the desired value determined by the load of the regulated source. If the active time of the switching transistor 21 is not shortened due to the switching of the control transistor £, the inverted output £ of the square wave generator G will ensure this. This condition can occur at a low supply voltage of the source.

Regulovaný zdroj je odolný proti zkratu. Pro dosažení přesnějšího výstupního napětí je možné doplnit zapojení napěťovým zesilovačem odchylky realizovaným např. integrovaným obvodem MAA 723. Pokud není požadováno galvanické oddělení vstupního obvodu od výstupního, lze optoelektronický prvek vypustit a připojit předřadný odpor 7 přímo na výstup napěťového zesilovače odchylky.The regulated power supply is short-circuit proof. To achieve a more accurate output voltage, it is possible to supplement the connection with a voltage deviation amplifier realized eg by integrated circuit MAA 723. If galvanic separation of input circuit from output circuit is not required, optoelectronic element can be omitted and ballast 7 connected directly to voltage deviation amplifier output.

Zapojení proudově závislého řízení impulsního regulovaného zdroje lze využít'v napájecích zdrojích nejrůznějších zařízení, používaných v automatizaění, signalizační, zabezpečovací technice a jinde.The connection of current-dependent control of a pulse-regulated source can be used in power supplies of various devices used in automation, signaling, security technology and elsewhere.

Claims

PATENT CLAIMS

Connection of current-dependent control of pulse regulated source with blocking or pass-through converter, square voltage generator, flip-flop, excitation circuit, sensing resistor and optoelectronic element, characterized in that the output (Q) of the square voltage generator (G) is connected by a derivation capacitor (2) with a derivative resistor (1) and with a protective resistor (3), which is connected by a second terminal to the setting input (S) of the flip-flop (KO), the inverted output (Q) being connected by a working resistor (4) to the zero input (R) of the flip-flop circuit (KO) and the collector of the control transistor (5), the emitter of which is connected to the negative input terminal (C), and that the base of the control transistor (5) is connected to a coupling resistor (6) and a ballast resistor (7) is connected to the emitter of the transistor of the optoelectronic element (8), the collector of which is connected to the positive terminal (B) and to the derivative resistor (1), and that the output of the flip-flop (KO) is connected to the input of the excitation circuit du (BO).