RU1835119C - Multichannel source of stabilized voltage - Google Patents
Multichannel source of stabilized voltageInfo
- Publication number
- RU1835119C RU1835119C SU914927685A SU4927685A RU1835119C RU 1835119 C RU1835119 C RU 1835119C SU 914927685 A SU914927685 A SU 914927685A SU 4927685 A SU4927685 A SU 4927685A RU 1835119 C RU1835119 C RU 1835119C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- filter
- voltage
- power
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: преобразование посто нного напр жени в посто нные напр жени . Сущность изобретени : источник напр жени содержит два элемента И (7), задающий генератор (А), триггер-делитель на два (6), одновибратор (5), двухтактный каскад силовых транзисторов (12), силовой трансформатор (13), N выходных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных выпр мител и выходного фильтра, блок обратной св зи (10) и защитный диод (Ч). Введены сглаживающий фильтр (2), два мощных инвертора (8), трансформатор управлени (9) и параметрический стабилизатор напр жени (3), что повышает стабильность выходного напр жени и надежность источника питани . 1 з.п.ф-лы, 5 ил.Use: Converting a constant voltage to a constant voltage. The inventive voltage source contains two elements And (7), the master oscillator (A), a trigger divider for two (6), a one-shot (5), a push-pull cascade of power transistors (12), a power transformer (13), N output channels, each of which consists of a series-connected rectifier and an output filter, a feedback block (10) and a protective diode (H). A smoothing filter (2), two powerful inverters (8), a control transformer (9) and a parametric voltage stabilizer (3) were introduced, which increase the stability of the output voltage and the reliability of the power source. 1 C.p. f-ls, 5 ill.
Description
Предлагаемое изобретение относитс к электротехнике, а именно к устройствам дл преобразовани посто нного напр жени в посто нные напр жени различных величин , и может примен тьс во вторичных источниках электропитани узлов автоматики, вычислительной техники,средств св зи, систем охранной сигнализации и т.д., где требуетс гальваническа разв зка по питанию.The present invention relates to electrical engineering, in particular to devices for converting a constant voltage to a constant voltage of various sizes, and can be used in secondary power supplies of automation units, computer equipment, communications, alarm systems, etc. where galvanic isolation is required for nutrition.
Целью предлагаемого изобретени вл етс повышение стабильности и надежности (при расширении функциональных возможностей за счет формировани нескольких стабилизированных выходных напр жений ).The aim of the invention is to increase stability and reliability (while expanding the functionality due to the formation of several stabilized output voltages).
На фиг, 1 представлена функциональна схема предлагаемого многоканального источника стабилизированного напр жени ; на ф1 ;г. 2 - вариант схемы параметрического стабилизатора напр жени ; на фиг. 3 принципиальна электрическа схема узла формировани многоканального источника стабилизированного напр жени (включающего в себ задающий генератор, одновибратор, триггер-делитель на два, формирователи, элементы И и мощные инверторы ); на фиг. 4 - вариант принн,1лпиаль- ной электрической схемы блок, обратной св зи; на фиг. 5 - временные диаграммы, по сн ющие работу многоканального источника стабилизированного напр жени .Fig. 1 is a functional diagram of the proposed multi-channel stabilized voltage source; on f1; d. 2 is an embodiment of a parametric voltage stabilizer circuit; in FIG. 3 is a circuit diagram of a node for forming a multi-channel stabilized voltage source (including a master oscillator, a one-shot oscillator, a two-stage trigger divider, shapers, AND elements, and powerful inverters); in FIG. 4 is a variant of a prin, 1-way electrical circuit unit, feedback; in FIG. 5 is a timing diagram illustrating the operation of a multi-channel stabilized voltage source.
Многоканальный источник стабилизированного напр жени содержит защитный диод 1, входной сглаживающий фильтр 2, параметрический стабилизатор напр жени 3, задающий генератор 4, одновмбратор 5, триггер-делитель на два 6, два элементаThe multi-channel stabilized voltage source contains a protective diode 1, an input smoothing filter 2, a parametric voltage stabilizer 3, a master oscillator 4, a single-shot 5, a trigger divider for two 6, two elements
LL
1r-J1r-J
/ 7 и 7 , мощный инвертор 8, трансформатор управлени 9, блок обратной св зи (БОС) 10, сглаживающий фильтр 11, двухтак- тный каскад 12 силовых транзисторов, силовой трансформатор 13, двухполупериодный выпр митель 14 со средней точкой, мостовой импульсный выпр митель 15, однопо- л рный выходной фил.ьтр 16 и двухпол рный выходной фильтр 17./ 7 and 7, a powerful inverter 8, a control transformer 9, a feedback block (BOC) 10, a smoothing filter 11, a two-stroke cascade 12 of power transistors, a power transformer 13, a half-wave rectifier 14 with a mid-point, a bridge pulse rectifier 15, unipolar output filter 16 and bipolar output filter 17.
Защитный диод 1, вход которого вл етс входом источника, подсоединен выходом через входной сглаживающий фильтр 2 ко входу сглаживающего фильтра 11 и ко входу НсЭраметрического стабилизатора напр жени 3 выход которого соединен с выходами литзнил задающего генератора 4, одновиб- piT:cpa 5., триггера 6, элементов И 71 и 7 , мощных инверторов 81 и 82 и БОС 10.The protective diode 1, the input of which is the input of the source, is connected by the output through the input smoothing filter 2 to the input of the smoothing filter 11 and to the input of the НсErametric voltage stabilizer 3, the output of which is connected to the outputs of the lead of the master oscillator 4, single-vibration piT: cpa 5., trigger 6, elements And 71 and 7, powerful inverters 81 and 82 and BOS 10.
Выход задающего генератора 4 соединен с лчфопмзиионным входом одновибра- горз ъ подключенного первым выходом ко уходу триггера-делител на два 6 и вторым выходом - к пеовым входам обоих элемен1ОThe output of the master oscillator 4 is connected to the input of a single-vibration input connected to the output of the trigger divider by two 6 and the second output to the input inputs of both elements
тов } Г и У-. Триггер-делитель на два 6 подсоединен i iHвереным и пр мым выхода- (... ко вторым входам, соответственно, пер- bOfo 7 и второго 72 элементов И, выходы которых подсоединены, соответственно, че- РОО первый В1 и второй 8 мощные инверторы ;; соответствующим выводам первичной обмотки трансформатора управлени 9, подключенного выходной обмоткой ко вхо- дгм (бйззм транзисторов) двухтактного кас- кддз 12 силовых транзисторов, выход которого:соединен с входной обмоткой силового трансформатора 13, подключенной средней томной к выходу сглаживающего ф ;-тоэ 11. Перва выходна обмотка сило- Б..;Ю трансформатора 13 подключена через последовательно соединенные двухполупе- Р юдный выпр митель 14 со средней точкой и два однопол рных выходных фильтра 16 i; 16 ко входу БОС10, Втора выходна об- ;лоткз силового трансформатора 13 (з общем случае таких обмоток может быть N) подключена к выходному каналу двухпол р- ного напр жени , состо щему из последовательно соединенных мостового импульсного выпр мител 15 и выходных LC-фильтров 171 и 172. Выход БОС10 соединен с управл ющим (частотнозада.ющим) входом одновмбратора 5.Comrade} G and Y-. The trigger divider for two 6 is connected by i iHereverny and direct outputs- (... to the second inputs, respectively, of the first bOfo 7 and the second 72 AND elements, the outputs of which are connected, respectively, through the first B1 and the second 8 powerful inverters ;; to the corresponding conclusions of the primary winding of the control transformer 9, connected by the output winding to the input (dbm of transistors) of the push-pull cascade of 12 power transistors, the output of which is: connected to the input winding of the power transformer 13, connected by the middle one to the output of the smoothing f; 11. Per and the output winding of the power supply is B ..; the transformer 13 is connected through series-connected two-half rectifier 14 with a midpoint and two unipolar output filters 16 i; 16 to the input of BOS10, the second output is ob-; the transformer 13 of the power transformer ( In the general case of such windings, N) can be connected to the output channel of the bipolar voltage, consisting of a series-connected bridge pulse rectifier 15 and output LC filters 171 and 172. The output of BOS10 is connected to the control (frequency-setting) single-inlet input 5.
Параметрический стабилизатор напр жени 3 содержит (фиг. 2) источник тока 18, опорный элемент 19 в виде стабилитрона и составной регулируемый транзистор 20, подключенный к выходу источника тока 18. Вход источника тока 18 вл етс входом параметрического стабилизатора напр жени J, выходом которого вл етс выход составного регулируемого транзистора 20.The parametric voltage stabilizer 3 contains (Fig. 2) a current source 18, a reference element 19 in the form of a zener diode and a composite adjustable transistor 20 connected to the output of the current source 18. The input of the current source 18 is the input of the parametric voltage stabilizer J, the output of which is the output of the composite adjustable transistor 20.
На фиг. 3 представлен вариант принципиальной электрической схемы узла форми- ровани , состо щего из задающего генератора 4, одновибратора 5, триггера-делител на два б, формировател импульсов в виде трех инверторов Тч; Т2 и Тз (на фиг. 3 цифровыми позици ми не обозначены), два элемента И 7 и 7 и два мощных инвертора 81 и 82,In FIG. 3 shows a variant of a circuit diagram of a forming unit, consisting of a master oscillator 4, a single-vibrator 5, a trigger divider for two b, a pulse shaper in the form of three inverters Tch; T2 and T3 (not indicated by digital numbers in Fig. 3), two elements And 7 and 7 and two powerful inverters 81 and 82,
Блок обратной св зи (БОС) 10 содержит (фиг. 4) последовательно соединенные усилитель тока 121, транзисторную оптопару 5 22,фильтрнижнихчастот(ФНЧ)23иР-МОП транзистор 24 в режиме регулируемого сопротивлени . Вход усилитс л тока 21 вл етс входом БОС 10, выходом которого вл етс выход Р-МОП транзистора 24. 0 На фиг. 5 представлены временные диаграммы сигналов на выходе блоков многоканального источника стабилизированного напр жени дл случаев минимального входного напр жени UBx мин и максималь- 5 ного входного напр жени UBx макс. На фиг. 5 прин ты следующие обозначени :The feedback unit (BOC) 10 contains (Fig. 4) a series-connected current amplifier 121, a transistor optocoupler 5 22, a low-pass filter (LPF) 23R-MOS transistor 24 in an adjustable resistance mode. The input of the amplified current 21 is the input of the BOC 10, the output of which is the output of the P-MOS transistor 24. 0 In FIG. Figure 5 shows the timing diagrams of the signals at the output of the blocks of a multi-channel stabilized voltage source for the cases of minimum input voltage UBx min and maximum 5 input voltage UBx max. In FIG. 5 the following notation is accepted:
поз. 25 - выходное напр жение задающего генератора 4;pos. 25 - output voltage of the master oscillator 4;
поз. 26 - выходное напр жение одно- 0 вибратора 5;pos. 26 - output voltage single-0 vibrator 5;
поз. 27 - напр жение на выходных обмотках трансформатора управлени 9;pos. 27 - voltage at the output windings of the control transformer 9;
поз. 28 - напр жение на выходах двухтактного каскада 12 силовых транзисторов; 5 поз. 29 - выходное напр жение двухпо- лупериодного выпр мител 14 со средней точкой;pos. 28 — voltage at the outputs of the push-pull cascade of 12 power transistors; 5 poses 29 — output voltage of a half-wave rectifier 14 with a midpoint;
поз. 30 - выходное напр жение однопо- л рного выходного LC-фильтра 16 (на фиг. 5 0 заштриховано);pos. 30 - output voltage of a unipolar output LC filter 16 (shaded in FIG. 5 0);
UBX мин минимальное входное напр жение;UBX min minimum input voltage;
UBX макс - максимальное входное напр жение;UBX max - maximum input voltage;
5 Ueuxl однопол рное выходное напр жение;5 Ueuxl unipolar output voltage;
Тг - период задающего генератора 4;Tg is the period of the master oscillator 4;
to в - длительность импульсов одновиб- ратора 5; to в - duration of pulses of a single vibrator 5;
0 tn длительность импульсов преобразовани ;0 tn conversion pulse width;
UB нас - напр жение между базой и эмиттером силового транзистора в режиме насыщени ;UB us - voltage between the base and the emitter of the power transistor in saturation mode;
5 Укэ нас - напр жение между коллектором и эмиттером силового транзистора в режиме насыщени .5 Uke us - voltage between the collector and the emitter of the power transistor in saturation mode.
Многоканальный источник стабилизированного напр жени работает следующим образом. Входное напр жение черезA multi-channel stabilized voltage source operates as follows. Input voltage through
последовательно соединенные защитный диод 1 и входной сглаживающий LC-фильтр поступает на вход параметрического стабилизатора напр жени 3, питающего задающий генератор 4, одновибратор 5. триггер-делитель на два 6, оба элемента И7 и 7, оба мощных инвертора 8 и 8 и БОС 10.the protective diode 1 and the input smoothing LC filter are connected in series to the input of the parametric voltage stabilizer 3 supplying the master oscillator 4, one-shot 5. trigger divider into two 6, both I7 and 7 elements, both powerful inverters 8 and 8 and BOS 10 .
Задающий генератор 4 вырабатывает непрерывную последовательность импуль- сов (фиг. 5, поз. 25) частотой fr 25 кГц ±10%. Каждый импульс с выхода задающего генератора 4 передним фронтом запускает одновибра юр 5. длительность импульса на выходе которого (фиг. 5. поз,26) зависит от напр жени из выходе блока обратной св зи 10, но не превышает допустимой величины (to в Т г).The master oscillator 4 generates a continuous train of pulses (Fig. 5, pos. 25) with a frequency of fr 25 kHz ± 10%. Each pulse from the output of the master oscillator 4 by the leading edge triggers a single-vibration jur 5. The pulse duration at the output of which (Fig. 5. pos. 26) depends on the voltage from the output of feedback block 10, but does not exceed the permissible value (to in T g )
Импульсы с выхода одновибрзтора 5 поступают на вход триггера-делител на два 6, распредел ющего их по тактам. Импульсы с инверсного и пр мого выходов триггера-делител на два 6 поступают на одни выходы элементов И 7 и 7, импульсы с выходов которых инвертируютс в мощных инверторах 81 м 8 ч поступают на входную обмотку трансформатора управлени 9, котора подключаетс в заданной последова- телыности к шинам + ипит.стзб. и - ипит.стаб. (фиг. 5, поз, 27) и, таким обра- зом, управл ет с помощью транзисторов двухтактного каскада 12 входной обмоткой силового трансформатора 13 (фиг, 5, поз. 2 8).The pulses from the output of one vibrator 5 are fed to the input of a trigger divider into two 6, which distributes them among the clock cycles. The pulses from the inverse and direct outputs of the trigger-divider for two 6 are supplied to the same outputs of the elements And 7 and 7, the pulses from the outputs of which are inverted in the powerful inverters 81 m 8 h are fed to the input winding of the control transformer 9, which is connected in a given sequence to tires + ipit.stzb. and - ip.stab. (Fig. 5, pos. 27) and, thus, controls the input winding of the power transformer 13 with transistors of the push-pull stage 12 (Fig. 5, pos. 2-8).
С выходных обмоток силового транс- форматора 13 напр жение выпр мл етс в выпр мител х 14 и 15 (фиг. 5. поз.29) у фильтруетс с помощью фильтров 161. 16Л. 171 и М1 (фиг, 5, поз,30). Напр жение с выхода второго выходного фильтра 16 поступает на вход БОС 10, в котором осуществл етс его усиление в усилителе 21 и фильтраци в ФНЧ 23. Напр жение с выхода ФНЧ 23 осуществл етс управление Р-МОП транзистором 24, включенным параллельно рези- стору врем задающей RC-цепи одновибратора 5 (фиг. 3). при этом осуществл етс управление длительности выходного импульса одновибратора 5.From the output windings of the power transformer 13, the voltage is rectified in rectifiers 14 and 15 (Fig. 5, pos. 29) and is filtered by filters 161. 16L. 171 and M1 (FIG. 5, POS. 30). The voltage from the output of the second output filter 16 is fed to the input of the BOC 10, in which it is amplified in the amplifier 21 and filtered in the low-pass filter 23. The voltage from the output of the low-pass filter 23 controls the P-MOS transistor 24, connected in parallel with the time resistor specifying the RC circuit of the one-shot 5 (Fig. 3). in this case, the duration of the output pulse of the one-shot 5 is controlled.
Чем больше напр жение на входе блока 10 обратной св зи, тем больше сигнал на его выходе, тем больше длительность импульса на выходе одновибратора 5 и тем меньше длительность импульса управлени на выходе трансформатора управлени 9. The higher the voltage at the input of the feedback unit 10, the larger the signal at its output, the longer the pulse duration at the output of the one-shot 5 and the shorter the duration of the control pulse at the output of the control transformer 9.
Амплитуда и длительность импульса преоб- разов ани на выходных обмотках силового трансформатора 13 линейно зависит от входного напр жени , причем, чем больше входное напр жение, тем больше амплитуда и меньше длительность импульса преобразовани , при этом напр жение на нагрузке остаетс посто нным.The amplitude and duration of the pulse of the transformations ani on the output windings of the power transformer 13 linearly depends on the input voltage, and the larger the input voltage, the greater the amplitude and shorter the duration of the conversion pulse, while the voltage at the load remains constant.
С увеличением входного напр жени происходит, с одной стороны, увеличение потерь на коммутацию двухтактного каскада 12 силовых транзисторов, а. с другой сторон ы, также увеличение длительности паузы tn, то есть отключенного состо ни двухтактного каскада 12 силовых транзисторов , что способствует термостзбилыности выходных параметров источника стабилизированного напр жени . Величина и стабильность в ы х о д н о г о на п р ; е и и обеспечиваетс м а с ш та б и р о в з н и е м: напр жени отрицательной обратной СВРЗП на выходе блока 10, то есть выбором рабочей точки Р-МОП транзистора 24 (фиг. 4), работающего в режиме регулировани сопротивлени , включаемого параллельно резистору врем задающей RC-цепи одновибратора 5. Использование предлагаемого изобретени позвол ет повысить стабильность выходного напр жени и надежность питани за счет следующих особенностей предлагаемого технического решени :With an increase in the input voltage, on the one hand, an increase in switching losses of the push-pull cascade of 12 power transistors occurs, as well. on the other hand, there is also an increase in the pause duration tn, i.e., the disconnected state of the push-pull cascade of 12 power transistors, which contributes to the thermal stability of the output parameters of the stabilized voltage source. The size and stability of the output; e and it is ensured with the following characteristics: negative negative SRHR voltage at the output of block 10, that is, the choice of the operating point of the P-MOS transistor 24 (Fig. 4) operating in the control mode resistance connected in parallel to the resistor during the timing of the RC circuit of the single-shot 5. Using the invention allows to increase the stability of the output voltage and the reliability of the power due to the following features of the proposed technical solution:
-питание основных формирующих блоков устройства (блоки 4-8) осуществл етс стабильным напр жением с выхода параметрического стабилизатора напр жени 3;-the power supply of the main forming blocks of the device (blocks 4-8) is provided by a stable voltage from the output of the parametric voltage stabilizer 3;
-используетс один одновибратор 5 в прототипе два однсвибрзторз дл Формировани импульсов управлени , что обеспечивает полную симметричность выходного двухпол рного напр жени ;- one single vibrator 5 is used in the prototype; two single vibrators for generating control pulses, which ensures full symmetry of the output bipolar voltage;
-управление длительностью одновибратора 5 по напр жению с выхода одного выходного канала с максимальным потреблением обеспечивает стабильность напр жени всех выходных каналов (при неизменной их нагрузке):-controlling the duration of a single vibrator 5 in terms of voltage from the output of one output channel with maximum consumption ensures voltage stability of all output channels (at constant load):
-исключено протекание сквозных токов:- the flow of through currents is excluded:
-используетс режим рассасывани носителей и запирани силовых транзисторов отрицател ьным нэп р жен ие, ;/;с к л ючаетс возможность возникновени ЭДС самоиндукции во входной обмотке трансформатора управлени ;-the mode of carrier resorption and locking of power transistors is used with negative negative voltage,; /; with the possibility of self-induction EMF in the input winding of the control transformer;
-возможность изготовлени электронного узла в виде интегральной микросхемы и значительного снижени з этом случае его массогабзритных параметров.-the possibility of manufacturing an electronic unit in the form of an integrated circuit and, in this case, significantly reducing its mass-dimensional parameters.
На предпри тии-за вителе изготовлено 15 опытных образцов источника питани , испытани которого показали, что нестабильность выходного напр жени по первому выходному каналу (с которого снимаетс сигнал обратной св зи) ие превышаетAt the factory, 15 prototypes of the power source were manufactured, tests of which showed that the instability of the output voltage along the first output channel (from which the feedback signal is taken) exceeds
.r(),03% ( ±3 мВ) и по остальным выходным каналам +0,06% (+4,5 мВ)..r (), 03% (± 3 mV) and other output channels + 0.06% (+4.5 mV).
Внедрение предлагаемого изобретени планируетс на предпри тии-за вителе в 1992-1993 гг.The implementation of the invention is planned in the factory for the period from 1992-1993.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914927685A RU1835119C (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Multichannel source of stabilized voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914927685A RU1835119C (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Multichannel source of stabilized voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1835119C true RU1835119C (en) | 1993-08-15 |
Family
ID=21569868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914927685A RU1835119C (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Multichannel source of stabilized voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1835119C (en) |
-
1991
- 1991-04-15 RU SU914927685A patent/RU1835119C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 957382, кл. Н 02 С 3/335, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1185539, кл. Н 02 М 3/335, 1985. Авторское свидетельстве СССР №955430 кл. Н 02 М 3/337, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3735235A (en) | Dc to dc converter with voltage regulation feedback loop achieving isolation between input and output by time domain techniques | |
US4032830A (en) | Modular constant current power supply | |
US3569818A (en) | Multiple output dc voltage regulator | |
US4779184A (en) | Switch mode power supply with reduced noise | |
EP0010900A1 (en) | A static inverter with a relatively low-frequency output voltage, and a method for generating this voltage | |
US5001748A (en) | Ringing signal generator | |
SE0001300L (en) | Method and apparatus for regulating low voltages in flyback type DC converters with multiple outputs | |
RU1835119C (en) | Multichannel source of stabilized voltage | |
GB1074457A (en) | Improvements in or relating to voltage regulators | |
SU609192A1 (en) | Stabilized dc-to-dc voltage converter | |
SU656162A1 (en) | Stabilized dc-to-dc voltage converter | |
SU1755354A1 (en) | Voltage converter | |
SU1332286A1 (en) | Stabilized constant-to-constant voltage converter | |
SU1545304A2 (en) | Single-ended dc voltage converter | |
SU1112525A2 (en) | Control unit for voltage converter | |
SU1248008A1 (en) | Stabilized d.c.voltage converter | |
SU1203663A1 (en) | D.c.voltage converter | |
SU813618A2 (en) | Adjustable converter | |
SU1272420A1 (en) | D.c.voltage-to-d.c.voltage converter | |
JPH02246774A (en) | Synchronous switching frequency multi-output power supply | |
RU1826116C (en) | Control device for dual-channel three-phase converter | |
SU611296A1 (en) | Pulse shaper for control of solid-state inverter | |
SU1455378A1 (en) | Frequency converter | |
SU1410231A1 (en) | D.c. to d.c. voltage converter | |
SU957382A1 (en) | Stabilized converter |