FR2653571A1

FR2653571A1 - High-performance regulating device for a stabilised supply

Info

Publication number: FR2653571A1
Application number: FR8913742A
Authority: FR
Inventors: Thomson-Csf
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-04-26
Anticipated expiration: 2009-10-20
Also published as: FR2653571B1

Abstract

The stabilised supply comprises a regulator component (1) fixed on a base (24) by two fixing tags (21, 22), the first tag (21) giving a stabilised voltage and comprising a first pin (19) to which is applied a voltage to be stabilised and a second pin (20) to which is applied an adjusting voltage. The pins (19, 20) and the first fixing tag (21) are connected to a printed circuit (25) by respectively an input path (2, 16) of voltage to be stabilised, an output path (3, 12) of stabilised voltage and an adjusting path (14, 18). The adjusting path (14, 18) is connected to the printed circuit (25) with a resistor (6) and a fixed resistor (5) defining a reference current acting on the output path (3, 17). The fixed resistor (5) connected to the adjusting path is fixed to the second fixing tag (22) of the regulator.

Description

Les alimentations stabilisées comportent en général un composant régulateur qu'il convient d'insérer dans un montage spécifié par le constructeur en fonction du cas d'application et notamment de la nature de la charge. I1 s'ensuit qu'aux bornes de la charge, la tension délivrée peut varier du fait qu'entre le composant et la charge, le montage a introduit des résistances, notamment des résistances de contacts, qui engendrent une chute de tension proportionnelle au courant de charge. En d'autres termes si la charge varie, la tension utile de son alimentation peut également varier. On a constaté, par exemple, que la chute de tension due à des résistances de montage pouvait être de l'ordre du volt pour un courant de charge d'environ 5A. The stabilized power supplies generally comprise a regulator component that should be inserted into a mounting specified by the manufacturer depending on the application case and in particular the nature of the load. It follows that at the terminals of the load, the voltage delivered can vary because between the component and the load, the assembly has introduced resistors, in particular contact resistances, which generate a voltage drop proportional to the current charge. In other words, if the load varies, the useful voltage of its power supply can also vary. It has been found, for example, that the voltage drop due to mounting resistances could be of the order of a volt for a charging current of about 5A.

Par ailleurs, on constate également une certaine dérive de la tension stabilisée du fait des variations de température, malgré une correction établie par le construction dans le composant électronique régulateur. Furthermore, there is also a certain drift of the stabilized voltage due to temperature variations, despite a correction established by the construction in the electronic regulator component.

L'invention se propose de pallier ces deux inconvénients au moyen d'un montage simple dans lequel le composant régulateur serait intégré. The invention proposes to overcome these two disadvantages by means of a simple assembly in which the regulator component would be integrated.

A cet effet, l'invention a pour objet un montage pour dispositif d'alimentation stabilisée en tension comportant un composant régulateur fixé sur un socle par deux pattes de fixation dont la première patte donne une tension stabilisée et comprenant une première broche sur laquelle est appliquée une tension à stabiliser et une deuxième broche sur laquelle est appliquée une tension de réglage, les broches et la première patte de fixation étant reliées à un circuit imprimé respectivement par une voie d'entrée de tension à stabiliser, une voie de sortie de tension stabilisée et une voie de réglage, la voie de réglage étant reliée sur le circuit imprimé à une résistance et une résistance fixe définissant un courant de référence agissant sur la voie de sortie, montage caractérisé en ce que la résistance fixe reliée à la voie de réglage est fixée à la deuxième patte de fixation du régulateur pour compenser la chute de tension dans une résistance interne formée par des contacts dus à des vis et des écrous maintenant la patte de fixation au socle en évitant qu'un courant de charge IS traversant la voie de sortie, agisse directement sur la résistance. For this purpose, the object of the invention is a mounting for a voltage stabilized supply device comprising a regulator component fixed on a base by two fixing lugs whose first lug gives a stabilized voltage and comprising a first pin on which is applied. a voltage to be stabilized and a second pin on which a regulation voltage is applied, the pins and the first fixing lug being connected to a printed circuit respectively by a voltage input channel to be stabilized, a stabilized voltage output path and an adjustment path, the adjustment path being connected on the printed circuit to a resistor and a fixed resistor defining a reference current acting on the output path, characterized in that the fixed resistor connected to the control path is attached to the regulator's second bracket to compensate for the voltage drop in an internal resistor formed by contacts due to screws and nuts holding the bracket to the base avoiding that a load current IS through the output channel, acts directly on the resistor.

En outre, ce montage comporte un circuit de compensation de température comprenant, aux bornes de la résistance fixe susdite, une dérivation pourvue en série d'une diode passante en direction de la voie de réglage, dont le seuil de tension décroît en fonction de la température et d'une résistance dont la valeur est déterminée en fonction de l'amplitude de la dérive de la tension de sortie sous l'effet de la température. In addition, this arrangement comprises a temperature compensation circuit comprising, at the terminals of the aforesaid fixed resistor, a shunt provided in series with a passing diode in the direction of the control channel, the voltage threshold of which decreases as a function of the temperature and a resistance whose value is determined as a function of the amplitude of the drift of the output voltage under the effect of temperature.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif. The invention will be better understood during the description given below by way of non-limiting example.

Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est l'illustration d'un schéma d'une alimentation stabilisée mise en oeuvre de manière classique - la figure 2 est un schéma représentant une amélioration d'un dispositif de tension à stabiliser utilisé dans le cadre de l'invention; - la figure 3 est un schéma illustrant le dispositif perfectionné selon l'invention; - la figure 4 est un graphe comparatif de la variation de la tension stabilisée délivrée en fonction du courant de charge pour chaque montage - la figure 5 est un graphe de la dérive de la tension stabilisée en fonction de la température pour chaque montage - la figure 6 représente le schéma d'un régulateur monté sur un radiateur de manière classique et selon l'invention. Reference will be made to the accompanying drawings in which - Figure 1 is an illustration of a diagram of a stabilized power supply implemented in a conventional manner - Figure 2 is a diagram showing an improvement of a voltage device to stabilize used in the context of the invention; FIG. 3 is a diagram illustrating the improved device according to the invention; FIG. 4 is a comparative graph of the variation of the stabilized voltage delivered as a function of the charging current for each installation; FIG. 5 is a graph of the drift of the voltage stabilized as a function of the temperature for each assembly; 6 shows the diagram of a regulator mounted on a radiator in a conventional manner and according to the invention.

Sur la figure 1, on a représenté en 1 un régulateur de tension tel qu'il existe sur le marché (par exemple sous l'appellation LM 138 de la firme Thomson). La tension à réguler parvient à ce composant par une voie 2, une voie de sortie 3 étant à une tension fixe (Vref) stabilisée par rapport à une voie de réglage 4. In Figure 1, there is shown in 1 a voltage regulator as it exists on the market (for example under the name LM 138 Thomson). The voltage to be regulated reaches this component via a channel 2, an output channel 3 being at a fixed voltage (Vref) stabilized with respect to a control channel 4.

Un montage classique permettant d'ajuster la tension d'utilisation Vs consiste à disposer deux résistances 5 et 6, l'une 5 fixe entre les voies 3 et 4 et l'autre 6 réglable entre la voie 4 et la masse. On sait qu'ainsi, la tension d'utilisation Vs est égale à la tension de référence Vref (1 + résistance 6 ) diminuée d'un terme I (courant dans la
résistance 5 S voie 3) multiplié par R7 (1 + R6/R5).A conventional arrangement for adjusting the operating voltage Vs consists in having two resistors 5 and 6, one fixed between the channels 3 and 4 and the other 6 adjustable between the channel 4 and the ground. It is known that in this way, the operating voltage Vs is equal to the reference voltage Vref (1 + resistance 6) minus a term I (current in the
resistance 5 S channel 3) multiplied by R7 (1 + R6 / R5).

La résistance 7 représente la résistance "interne" du montage, essentiellement une résistance de contacts, qui, sous un courant de charge important, de l'ordre par exemple de 5
Ampères, peut introduire une chute de tension de l'ordre du
Volt entre les bornes de sortie 8 et 9 du dispositif.The resistor 7 represents the "internal" resistance of the assembly, essentially a contact resistance, which, under a large load current, of the order of, for example, 5
Amperes, can introduce a voltage drop of the order of
Volt between output terminals 8 and 9 of the device.

Il s'agit, pour l'invention, de corriger cette variation pour rendre la tension Vs indépendante de la variation de la charge connectée aux bornes 8 et 9. It is a question of the invention to correct this variation to make the voltage Vs independent of the variation of the load connected to terminals 8 and 9.

Dans un montage classique, comme le montre la figure 6, un régulateur 1 est monté sur un socle, par exemple un radiateur 24. Les broches d'entrée/sortie du régulateur, généralement au nombre de trois, permettent de donner une tension d'entrée sur une broche 19, une tension de réglage sur une broche 20 et une tension de sortie sur une 21 des deux pattes de fixation du régulateur 1 sur le radiateur 24. Ces broches sont reliées, par exemple, à un circuit imprimé 25, par exemple par trois fils 16, 17 et 18 correspondant respectivement aux voies 2, 3 et 4 de la figure 1 ; ces fils 16, 17 et 18 de la figure 6 sont fixés, par exemple, par soudure au circuit imprimé 25 respectivement par des points A, C et B.Les points A, B et
C figurent également sur le schéma de la figure 1 qui représente un schéma équivalent électrique de la figure 6 avant les modifications apportées par l'invention figurant en pointillés sur cette dernière.In a conventional assembly, as shown in FIG. 6, a regulator 1 is mounted on a base, for example a radiator 24. The input / output pins of the regulator, generally three in number, make it possible to give a voltage of input on a pin 19, a set voltage on a pin 20 and an output voltage on a 21 of the two fastening tabs of the regulator 1 on the radiator 24. These pins are connected, for example, to a printed circuit 25, by example by three son 16, 17 and 18 respectively corresponding to the channels 2, 3 and 4 of Figure 1; these wires 16, 17 and 18 of FIG. 6 are fixed, for example, by welding to the printed circuit 25 respectively by points A, C and B.The points A, B and
C are also shown in the diagram of Figure 1 which shows an electrical equivalent diagram of Figure 6 before the changes made by the invention dotted on it.

Afin d'obtenir une tension de sortie Vs constante en fonction du courant de charge IS traversant la résistance de contact R7 et introduisant une forte chute de tension lors d'un passage d'un courant important, il est nécessaire d'améliorer la régulation de la tension de sortie Vs. Pour ce faire, une des caractéristiques de l'invention consiste à utiliser la deuxième patte de fixation 22 du régulateur 1 sur le radiateur 24 ; cette deuxième patte de fixation 22 en liaison électrique avec la première patte de fixation 21 par l'intermédiaire du boîtier 26 du régulateur 1, est reliée au circuit imprimé 25 par un fil 23 qui est fixé, par exemple, par soudure en un point C' en liaison avec la résistance de réaction composée des résistances R5 et R6 ce qui. supprime la liaison directe du point C avec la résistance de réaction.Le fil 23 n'est donc pas traversé par le courant de charge IS ce qui améliore la stabilité de la tension de sortie Vs. Un schéma électrique de cette adaptation est représenté sur la figure 2. In order to obtain a constant output voltage Vs as a function of the load current IS crossing the contact resistance R7 and introducing a high voltage drop during a passage of a large current, it is necessary to improve the control of the output voltage Vs. To do this, one of the characteristics of the invention consists in using the second fixing lug 22 of the regulator 1 on the radiator 24; this second fixing lug 22 in electrical connection with the first fixing lug 21 via the housing 26 of the regulator 1, is connected to the printed circuit 25 by a wire 23 which is fixed, for example, by welding at a point C in connection with the reaction resistance composed of the resistors R5 and R6 which. eliminates the direct connection of the point C with the feedback resistor. The wire 23 is therefore not traversed by the load current IS which improves the stability of the output voltage Vs. An electrical diagram of this adaptation is shown on FIG. figure 2.

Pour optimiser ce résultat obtenu, un montage électrique de réaction illustré par la figure 3 est réalisé. Ce montage consiste à placer entre les bornes 8 et 9 un diviseur de tension comprenant deux résistances R1 et R2 et sur la voie de réglage 4, en série avec une résistance 6' un transistor 10 dont la base 10a est connectée au diviseur entre les résistances R1 et R2. On crée ainsi une boucle de contre-réaction qui modifie le facteur (1 + résistance 6 ) en fonction des variations de VS. To optimize this result obtained, an electric reaction assembly illustrated in FIG. 3 is produced. This arrangement consists in placing between the terminals 8 and 9 a voltage divider comprising two resistors R1 and R2 and on the adjustment path 4, in series with a resistor 6 'a transistor 10 whose base 10a is connected to the divider between the resistors R1 and R2. A feedback loop is thus created which modifies the factor (1 + resistance 6) as a function of the variations of VS.

résistance 5 )
En effet, si le courant de charge augmente, la tension
Vs entre les bornes 8 et 9 diminue ce qui a pour conséquence de diminuer la tension appliquée à la base du transistor 10. Ce dernier devenant un peu moins passant agit comme une résistance variable qui, augmentant, vient s'ajouter à la résistance 6' Le rapport (1 + résistance 6'
résistance 5 ) augmente, ce qui va dans le sens d'une correction de la tension utile Vs qui avait diminue.resistance 5)
Indeed, if the charging current increases, the voltage
Vs between the terminals 8 and 9 decreases which has the effect of reducing the voltage applied to the base of the transistor 10. The latter becomes a little less fast acting as a variable resistor which, increasing, is added to the resistor 6 ' The ratio (1 + resistance 6 '
resistance 5) increases, which goes in the direction of a correction of the useful voltage Vs which had decreased.

Un choix adéquat des résistances Rî, R2 et de la résistance 6' ainsi que du transistor 10 permet de compenser de manière satisfaisante la chute de tension dans la résistance 7. A suitable choice of the resistors R 1, R 2 and the resistor 6 'as well as of the transistor 10 satisfactorily compensates for the voltage drop in the resistor 7.

La courbe 11 de la figure 4 illustre l'évolution de la tension en fonction du courant de charge pour le montage de la figure 1, la courbe 12 concerne cette même évolution pour le montage de la figure 2 et la courbe 13 montre cette évolution pour le montage de la figure 3, les courbes ayant été pour le montage de la figure 3 relevées à température constante : 250C, la tension de sortie désirée ayant été réglée à 15 V.Curve 11 of FIG. 4 illustrates the evolution of the voltage as a function of the charging current for the assembly of FIG. 1, curve 12 concerns this same evolution for the assembly of FIG. 2 and curve 13 shows this evolution for FIG. 3, the curves having been for the assembly of FIG. 3 read at constant temperature: 250 ° C., the desired output voltage having been set at 15 V.

En se référant à nouveau à la figure 3, on voit qu'en dérivation aux bornes de la résistance 5, le montage comporte en série une diode 26 et une résistance R3. Ces composants vont permettre d'assurer une meilleure stabilisation du dispositif à l'égard de la température. En effet, on sait que la diode 26 possède une variation de son seuil (environ 0,6 V) de tension de l'ordre de -2 mülivolts/oC, si bien que par ce montage, malgré une augmentation de la tension de référence Vref avec la température, la tension de sortie Vs reste sensiblement constante dans une plage déterminée. La courbe 14 de la figure 5 illustre l'allure de la tension Vs en fonction de la température à laquelle est soumise le montage de la figure 3 qu'il faut comparer à la courbe 15 sur ce même graphique correspondant à l'allure de la tension Vs du montage de la figure 1 dans les mêmes conditions de température. La résistance
R3 du montage de la figure 3 sera choisie entre 1 et 10 kh ou plus pour une résistance 5 telle que celle préconisée par le constructeur avec des amplitudes de variation de Vs avant correction, de l'ordre de celles de la courbe 15. La résistance
R3 assurera le réglage d'un minimum de variation du niveau de tension stabilisée, en fonction de la température, la résistance 6 étant alors fixe. Referring again to Figure 3, it is seen that in branching across the resistor 5, the assembly comprises in series a diode 26 and a resistor R3. These components will help ensure better stabilization of the device with respect to temperature. Indeed, it is known that the diode 26 has a variation of its threshold (about 0.6 V) voltage of the order of -2 mülivolts / oC, so that by this assembly, despite an increase in the reference voltage Vref with the temperature, the output voltage Vs remains substantially constant in a determined range. The curve 14 of FIG. 5 illustrates the shape of the voltage Vs as a function of the temperature to which the assembly of FIG. 3 is compared which must be compared to the curve 15 on the same graph corresponding to the shape of the voltage Vs of the assembly of FIG. 1 under the same temperature conditions. Resistance
R3 of the assembly of FIG. 3 will be chosen between 1 and 10 kh or more for a resistor 5 such as that recommended by the manufacturer with amplitudes of variation of Vs before correction, of the order of those of curve 15. The resistance
R3 will adjust a minimum variation of the stabilized voltage level, depending on the temperature, the resistor 6 then being fixed.

Claims

1. Assembly for a voltage-stabilized power supply device comprising a regulator component (1) fixed on a base (24) by two fixing lugs (21, 22) whose first lug (21) gives a stabilized voltage and comprising a first pin (19) on which is applied a voltage to be stabilized and a second pin (20) on which is applied a control voltage, the pins and the first fixing lug being connected to a printed circuit respectively by an input channel ( 2, 16), a stabilized voltage output path (3, 17) and an adjusting path (4, 18), the adjustment path (4, 18) being connected to the printed circuit at a resistance (6) and a fixed resistor (5) defining a reference current acting on the output path (3> 17), characterized in that the fixed resistor (5) connected to the control path (4, 18) is fixed to the second tab (22) for fixing the regulator ( 1) to compensate for the voltage drop in an internal resistor (7) formed by contacts due to and screws of nuts holding the bracket to the base (24) while avoiding that a load current IS crossing the track of output (3, 17), act directly on the resistor (5).

Device mounting according to Claim 1, characterized in that the resistor (6) is formed of a resistor (6 ') and a transistor (10) whose base (10a) is connected to a divider (R1 and R2) of the stabilized voltage (V5) in a determined ratio.

3. Device mounting according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a temperature compensation circuit comprising, across the fixed resistor (5) aforesaid, a branch provided in series with a diode (26). ) passing in the direction of the adjustment path (4), whose voltage threshold decreases as a function of the temperature and a resistor (R3) whose value is determined as a function of the amplitude of the drift of the voltage of output under the effect of temperature.