RU2216765C2 - Pulse voltage stabilizer - Google Patents

Pulse voltage stabilizer Download PDF

Info

Publication number
RU2216765C2
RU2216765C2 RU2001128853/09A RU2001128853A RU2216765C2 RU 2216765 C2 RU2216765 C2 RU 2216765C2 RU 2001128853/09 A RU2001128853/09 A RU 2001128853/09A RU 2001128853 A RU2001128853 A RU 2001128853A RU 2216765 C2 RU2216765 C2 RU 2216765C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
transistor
input
diode
key element
Prior art date
Application number
RU2001128853/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001128853A (en
Inventor
Г.И. Шишкин
И.И. Дикарев
Original Assignee
Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики filed Critical Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики
Priority to RU2001128853/09A priority Critical patent/RU2216765C2/en
Publication of RU2001128853A publication Critical patent/RU2001128853A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2216765C2 publication Critical patent/RU2216765C2/en

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: pulse voltage stabilizer has input bus, key element, filter, comparison circuit, control circuit, output bus. Key element incorporates first transistor of p-n-p type, second transistor of n-p-n type, first and second resistors, filter-diode and capacitor. Comparison circuit includes transistor of p-n-p type of conductance, stabilizer diode, diode, first and second resistors. Control circuit has pulse generator. Stabilizer is supplemented with resistor, diode, generator, RS flip-flop, converter with open drain, change of conductance type of transistor and new links between elements. EFFECT: enhanced efficiency of pulse voltage stabilizer. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. The invention relates to the field of pulsed technology and can be used in secondary power sources of electronic equipment.

Известен параметрический стабилизатор напряжения постоянного тока (см. книгу Г. П. Вересаева и Ю.Л. Смурякова Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры, М. : Энергия, 1978, стр.53, рис. 2-8б), содержащий опорный стабилитрон, транзистор и резистор. Входная шина стабилизатора напряжения соединена непосредственно с коллектором транзистора и через резистор с катодом опорного стабилитрона. Анод опорного стабилитрона соединен с общей шиной. База транзистора соединена с катодом опорного стабилитрона. Эмиттер транзистора соединен с выходной шиной стабилизатора напряжения. Known parametric DC voltage stabilizer (see the book of G.P. Veresaev and Yu.L. Smuryakova Stabilized power sources of radio equipment, M.: Energy, 1978, p. 53, Fig. 2-8b) containing a reference zener diode, transistor and resistor. The input bus of the voltage stabilizer is connected directly to the collector of the transistor and through a resistor to the cathode of the reference zener diode. The anode of the reference zener diode is connected to a common bus. The base of the transistor is connected to the cathode of the reference zener diode. The emitter of the transistor is connected to the output bus of the voltage regulator.

Недостатком указанного стабилизатора напряжения является низкий коэффициент полезного действия (кпд), связанный с большими потерями энергии в цепях транзистора и опорного стабилитрона, возрастающими с ростом напряжения питания. The disadvantage of this voltage stabilizer is the low efficiency (efficiency) associated with large energy losses in the circuits of the transistor and the reference zener diode, increasing with increasing supply voltage.

Наиболее близким по технической сущности является импульсный стабилизатор напряжения (см. книгу Е.С. Грейвера Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока, М.: Связь, 1970, стр.136, рис.6.22), который взят в качестве прототипа; он содержит ключевой элемент, включающий два транзистора p-n-p-типа и резистор, фильтр, выполненный в виде диода и последовательно соединенных дросселя и конденсатора, схему сравнения, содержащую стабилитрон, транзистор, резистивный делитель напряжения и два резистора, схему управления, содержащую транзистор, резистор и конденсатор. Вход ключевого элемента соединен со входной шиной импульсного стабилизатора напряжения, выход - со входом фильтра. Эмиттер и коллектор первого транзистора ключевого элемента являются соответственно входом и выходом ключевого элемента. База и коллектор первого транзистора соединены соответственно с эмиттером и коллектором второго транзистора, база которого соединена непосредственно с выходом схемы управления и через резистор с общей шиной. Анод диода фильтра соединен с общей шиной, катод диода - со свободным выводом дросселя и является входом фильтра. Точка соединения дросселя и конденсатора является выходом фильтра, свободный вывод конденсатора соединен с общей шиной. Резистивный делитель напряжения подключен между входом схемы сравнения и общей шиной. Анод стабилитрона соединен с общей шиной, катод стабилитрона через первый резистор подключен ко входу схемы сравнения и непосредственно - к эмиттеру транзистора, коллектор которого является выходом схемы сравнения, а база подключена непосредственно к входу резистивного делителя и через второй резистор к входной шине импульсного стабилизатора напряжения. Вход схемы сравнения соединен с выходом фильтра и является выходом устройства. Выход схемы сравнения соединен со входом схемы управления. Эмиттер транзистора схемы управления соединен с входной шиной импульсного стабилизатора напряжения, коллектор транзистора является выходом схемы управления, а база через резистор подключена ко входу схемы управления и через конденсатор - к выходу ключевого элемента. The closest in technical essence is a pulsed voltage regulator (see the book by ES Greiver Key DC voltage stabilizers, M .: Communication, 1970, p.136, Fig.6.22), which is taken as a prototype; it contains a key element including two pnp-type transistors and a resistor, a filter made in the form of a diode and a series-connected inductor and capacitor, a comparison circuit containing a zener diode, a transistor, a resistive voltage divider and two resistors, a control circuit containing a transistor, a resistor and capacitor. The input of the key element is connected to the input bus of the pulse voltage regulator, the output to the input of the filter. The emitter and collector of the first transistor of the key element are respectively the input and output of the key element. The base and collector of the first transistor are connected respectively to the emitter and collector of the second transistor, the base of which is connected directly to the output of the control circuit and through a resistor with a common bus. The anode of the filter diode is connected to a common bus, the cathode of the diode is connected to the free output of the inductor and is the input of the filter. The connection point between the inductor and the capacitor is the output of the filter, the free output of the capacitor is connected to a common bus. A resistive voltage divider is connected between the input of the comparison circuit and the common bus. The zener diode anode is connected to a common bus, the zener diode cathode is connected through the first resistor to the input of the comparison circuit and directly to the emitter of the transistor, whose collector is the output of the comparison circuit, and the base is connected directly to the input of the resistive divider and through the second resistor to the input bus of the pulse voltage regulator. The input of the comparison circuit is connected to the output of the filter and is the output of the device. The output of the comparison circuit is connected to the input of the control circuit. The emitter of the transistor of the control circuit is connected to the input bus of the pulse voltage regulator, the collector of the transistor is the output of the control circuit, and the base is connected through the resistor to the input of the control circuit and through the capacitor to the output of the key element.

В схеме прототипа по сравнению со схемой параметрического стабилизатора напряжения повышен кпд за счет организации импульсного режима работы ключевого элемента. Однако экономичность схемы прототипа низка, что особенно проявляется при малой мощности нагрузки. Причинами низкой экономичности схемы являются постоянное потребление тока его схемой сравнения (резистивным делителем напряжения, цепью питания стабилитрона), а также значительное потребление тока базовой цепью второго транзистора ключевого элемента (при открытом ключевом элементе) и транзистором схемы управления (при закрытом ключевом элементе). Указанные токи протекают в схеме, минуя нагрузку, и приводят к увеличению мощности потерь в схеме стабилизатора, т.е. к снижению ее кпд. In the prototype circuit, in comparison with the parametric voltage stabilizer circuit, the efficiency is increased due to the organization of the pulse mode of operation of the key element. However, the cost-effectiveness of the prototype circuit is low, which is especially evident at low load power. The reasons for the low efficiency of the circuit are the constant current consumption by its comparison circuit (resistive voltage divider, zener diode power supply circuit), as well as the significant current consumption by the base circuit of the second transistor of the key element (when the key element is open) and the transistor of the control circuit (when the key element is closed). These currents flow in the circuit, bypassing the load, and lead to an increase in power losses in the stabilizer circuit, i.e. to reduce its efficiency.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является создание импульсного стабилизатора напряжения, обладающего высоким кпд в микромощном режиме работы. The problem solved by the claimed invention is the creation of a pulse voltage regulator with high efficiency in micropower operation.

Технический результат, заключающийся в повышении кпд устройства, достигается, тем что в импульсном стабилизаторе напряжения, содержащем ключевой элемент, вход которого подключен к входной шине и включающий два транзистора, первый из которых имеет проводимость p-n-p-типа, и первый резистор, а выход ключевого элемента подключен ко входу фильтра, который содержит диод и конденсатор, один вывод которого соединен с общей шиной, а другой вывод является выходом фильтра и соединен с выходом устройства, схему сравнения, состоящую из двух резисторов, транзистора и стабилитрона, катод которого через первый резистор соединен со входом схемы сравнения, а анод соединен с общей шиной, при этом коллектор транзистора является выходом схемы сравнения, и схему управления, выход которой соединен с первым выводом первого резистора и с базой второго транзистора ключевого элемента, новым является то, что в ключевой элемент дополнительно введен второй резистор, первый вывод которого соединен со входом ключевого элемента, а второй вывод соединен с эмиттером первого транзистора, база и коллектор которого соединены соответственно с коллектором и базой второго транзистора n-p-n-типа, эмиттер которого является выходом ключевого элемента и соединен со входом схемы сравнения, в схему сравнения дополнительно введен диод, анод которого соединен с катодом стабилитрона и базой транзистора, эмиттер которого соединен со входом схемы сравнения, а коллектор через второй резистор соединен с общей шиной, катод диода соединен с выходом схемы управления, которая содержит генератор импульсов, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, S-вход которого является входом схемы управления, а прямой выход RS-триггера через инвертор с открытым стоком соединен с выходом схемы управления, анод и катод диода фильтра соединены со входом и выходом фильтра соответственно, RS-триггер и инвертор с открытым стоком выполнены на КМОП-интегральных микросхемах. The technical result, which consists in increasing the efficiency of the device, is achieved by the fact that in a pulse voltage regulator containing a key element, the input of which is connected to the input bus and includes two transistors, the first of which has pnp-type conductivity, and the first resistor, and the output of the key element connected to the input of the filter, which contains a diode and a capacitor, one output of which is connected to a common bus, and the other output is the output of the filter and connected to the output of the device, a comparison circuit consisting of two resistors, a transistor and a zener diode, the cathode of which is connected through the first resistor to the input of the comparison circuit, and the anode is connected to a common bus, the collector of the transistor being the output of the comparison circuit, and the control circuit, the output of which is connected to the first output of the first resistor and to the base of the second transistor of the key element , new is that a second resistor is additionally introduced into the key element, the first output of which is connected to the input of the key element, and the second output is connected to the emitter of the first transistor, the base and collector of which are connected respectively to the collector and base of the second npn-type transistor, the emitter of which is the output of the key element and connected to the input of the comparison circuit, an additional diode is added to the comparison circuit, the anode of which is connected to the cathode of the zener diode and the base of the transistor, the emitter of which is connected to the input of the comparison circuit and the collector through the second resistor is connected to a common bus, the cathode of the diode is connected to the output of the control circuit, which contains a pulse generator, the output of which is connected to the R-input of the RS-trigger, S-input of which This is the input of the control circuit, and the direct output of the RS-trigger through an inverter with an open drain is connected to the output of the control circuit, the anode and cathode of the filter diode are connected to the input and output of the filter, respectively, the RS-trigger and the inverter with open drain are made on CMOS integrated circuits .

Указанная совокупность признаков позволяет повысить кпд импульсного стабилизатора напряжения за счет снижения собственного тока потребления основными функциональными частями схемы, а именно:
а) выполнение ключевого элемента на базе схемы модифицированного эквивалента двухбазового диода (ЭДД) позволяет значительно снизить потребляемую мощность в цепи его управления;
б) способ включения схемы сравнения и совокупность признаков, определяющих ее построение, обеспечивают кратковременное ее включение в цикле работы импульсного стабилизатора напряжения и, как следствие, малую рассеиваемую схемой мощность;
в) совокупность признаков, определяющих построение схемы управления и выполнение ее на КМОП-интегральных микросхемах, также позволяет свести к минимуму ее ток потребления.
The specified set of features allows you to increase the efficiency of the pulse voltage regulator by reducing the own current consumption by the main functional parts of the circuit, namely:
a) the implementation of the key element on the basis of the modified equivalent of a two-base diode (EDD) circuitry can significantly reduce the power consumption in its control circuit;
b) the way to enable the comparison circuit and the combination of features that determine its construction, provide its short-term inclusion in the cycle of the pulse voltage regulator and, as a result, the small power dissipated by the circuit;
c) the set of features that determine the construction of the control circuit and its implementation on CMOS integrated circuits, also allows you to minimize its current consumption.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения. Импульсный стабилизатор напряжения содержит входную шину 1, ключевой элемент 2, фильтр 3, схему 4 сравнения, схему 5 управления, выходную шину 6. Ключевой элемент 2 содержит первый транзистор 7 p-n-p-типа, второй транзистор 8 n-p-n-типа, первый 9 и второй 10 резисторы. Фильтр 3 содержит диод 11 и конденсатор 12. Схема 4 сравнения содержит транзистор 13 p-n-p-типа, стабилитрон 14, диод 15, первый 16 и второй 17 резисторы. Схема 5 управления содержит генератор 18 импульсов, RS-триггер 19, инвертор 20 с открытым стоком. Входная шина 1 соединена со входом ключевого элемента 2, который через резистор 9 соединен с базой транзистора 8, а через резистор 10 соединен с эмиттером транзистора 7. Коллектор и база транзистора 7 соединены соответственно с базой и коллектором транзистора 8. База транзистора 8 соединена с выходом схемы 5 управления и с катодом диода 15 схемы 4 сравнения. Эмиттер транзистора 8 является выходом ключевого элемента 2 и соединен со входом схемы 4 сравнения и со входом фильтра 3. Вход схемы 4 сравнения соединен непосредственно с эмиттером транзистора 13 и через резистор 16 соединен с анодом диода 15, с базой транзистора 13 и с катодом стабилитрона 14. Анод стабилитрона 14 соединен с общей шиной 21 устройства. Коллектор транзистора 13 является выходом схемы 4 сравнения и через резистор 17 соединен с общей шиной 21. Анод диода 11 соединен со входом фильтра 3, катод диода 11 является выходом фильтра 3 и соединен с выходной шиной 6. Выход фильтра 3 через конденсатор 12 соединен с общей шиной 21. Выход схемы 4 сравнения соединен с S-входом RS-триггера 19, первый R-вход которого соединен с выходом генератора 18, второй R-вход RS-триггера 19 соединен с шиной 22 начальной установки. Прямой выход RS-триггера 19 через инвертор 20 с открытым стоком соединен с выходом схемы 5 управления. В качестве генератора 18 может быть использован любой автоколебательный генератор прямоугольных импульсов с раздельной регулировкой периода колебаний и длительности импульса, выполненный на базе КМОП-вентилей (см., например, книгу: П. Хоровиц, У. Хилл Искусство схемотехники, М.: Мир, 1993, том 3, стр.236, рис.14.35). The drawing shows a circuit diagram of a switching voltage regulator. The pulse voltage regulator contains an input bus 1, a key element 2, a filter 3, a comparison circuit 4, a control circuit 5, an output bus 6. The key element 2 contains a first pnp type transistor 7, a second npn type transistor 8, the first 9 and second 10 resistors. The filter 3 contains a diode 11 and a capacitor 12. The comparison circuit 4 contains a p-n-p-type transistor 13, a zener diode 14, a diode 15, a first 16 and a second 17 resistors. The control circuit 5 comprises a pulse generator 18, an RS flip-flop 19, an open drain inverter 20. The input bus 1 is connected to the input of the key element 2, which is connected through the resistor 9 to the base of the transistor 8, and through the resistor 10 is connected to the emitter of the transistor 7. The collector and base of the transistor 7 are connected respectively to the base and collector of the transistor 8. The base of the transistor 8 is connected to the output control circuit 5 and with the cathode of the diode 15 of comparison circuit 4. The emitter of the transistor 8 is the output of the key element 2 and is connected to the input of the comparison circuit 4 and to the input of the filter 3. The input of the comparison circuit 4 is connected directly to the emitter of the transistor 13 and is connected through the resistor 16 to the anode of the diode 15, to the base of the transistor 13 and to the cathode of the zener diode 14 The anode of the zener diode 14 is connected to a common bus 21 of the device. The collector of the transistor 13 is the output of the comparison circuit 4 and is connected through a resistor 17 to a common bus 21. The anode of the diode 11 is connected to the input of the filter 3, the cathode of the diode 11 is the output of the filter 3 and connected to the output bus 6. The output of the filter 3 through the capacitor 12 is connected to a common bus 21. The output of the comparison circuit 4 is connected to the S-input of the RS-flip-flop 19, the first R-input of which is connected to the output of the generator 18, the second R-input of the RS-flip-flop 19 is connected to the initial setup bus 22. The direct output of the RS flip-flop 19 through an inverter 20 with an open drain is connected to the output of the control circuit 5. As the generator 18, any self-oscillating generator of rectangular pulses with separate adjustment of the oscillation period and pulse duration, made on the basis of CMOS valves, can be used (see, for example, the book: P. Horowitz, W. Hill The Art of Circuit Engineering, M .: Mir, 1993, vol. 3, p. 236, fig. 14.35).

Импульсный стабилизатор напряжения работает следующим образом. На входную шину 1 подается постоянное напряжение питания, одновременно с его подачей или несколько ранее подается питание на генератор 18, RS-триггер 19 и инвертор 20 (цепи питания последних не показаны ). Кроме того, одновременно с фронтом напряжения питания, подаваемого на шину 1, на шине 22 необходимо сформировать короткий импульс начальной установки, устанавливающий RS-триггер 19 в нулевое состояние. При этом на прямом выходе RS-триггера 19 устанавливается потенциал "лог. 0", выходной транзистор инвертора 20 закрыт. Транзистор 8 открывается за счет протекания тока по цепи: входная шина 1, резистор 9, переход база - эмиттер транзистора 8, диод 11, конденсатор 12 (в исходном состоянии разряжен). Транзистор 7 также открывается за счет протекания тока по цепи: входная шина 1, резистор 10, переход эмиттер - база транзистора 7, переход коллектор - эмиттер транзистора 8, диод 11, конденсатор 12. Открывающийся транзистор 7 еще более увеличивает базовый и коллекторный ток транзистора 8, т.е. в схеме действует положительная обратная связь, приводящая к лавинообразному открыванию и переходу в режим насыщения транзисторов 7 и 8. В дальнейшем транзисторная структура, входящая в состав ключевого элемента (транзисторы 7, 8), сама поддерживает себя в открытом состоянии, обеспечивая заряд конденсатора 12. Switching voltage stabilizer operates as follows. A constant voltage voltage is supplied to the input bus 1, simultaneously with its supply or a little earlier, power is supplied to the generator 18, RS-flip-flop 19 and inverter 20 (the power circuits of the latter are not shown). In addition, simultaneously with the front of the supply voltage supplied to the bus 1, on the bus 22, it is necessary to form a short pulse of the initial installation, which sets the RS-trigger 19 to zero. At the same time, the potential “log. 0” is established at the direct output of the RS flip-flop 19, and the output transistor of the inverter 20 is closed. Transistor 8 opens due to the flow of current through the circuit: input bus 1, resistor 9, base-emitter transistor 8, diode 11, capacitor 12 (in the initial state, discharged). The transistor 7 also opens due to the flow of current through the circuit: input bus 1, resistor 10, the emitter-base of the transistor 7, the collector-emitter junction of the transistor 8, the diode 11, the capacitor 12. The opening transistor 7 further increases the base and collector current of the transistor 8 , i.e. positive feedback acts in the circuit, leading to an avalanche-like opening and transition to the saturation mode of transistors 7 and 8. In the future, the transistor structure that is part of the key element (transistors 7, 8), itself maintains itself in the open state, providing a charge to the capacitor 12.

Указанная структура представляет собой основу транзисторного эквивалента двухбазового диода (ЭДД). В процессе заряда конденсатора 12 напряжение на эмиттере транзистора 13 возрастает, но ток базы транзистора 13 отсутствует, поскольку стабилитрон 14 имеет высокое сопротивление, транзистор 13 закрыт; на выходе схемы 4 сравнения - потенциал, близкий к нулевому. При достижении напряжением на входе схемы 4 сравнения порога открывания стабилитрона 14 открывается транзистор 13. На выходе схемы 4 появляется высокий потенциал, переключающий RS-триггер 19 в состояние "лог. 1". Резистор 16 осуществляет привязку потенциала базы транзистора 13 к потенциалу его эмиттера. Резистор 17 является коллекторной нагрузкой транзистора 13. Диод 15 осуществляет защиту эмиттерных переходов транзисторов 8 и 13 от обратного напряжения. После переключения RS-триггера 19 в состояние "лог. 1" на выходе инвертора 20 устанавливается сигнал "лог. 0", вызывающий закрывание транзисторов 7, 8. Потенциал на входе схемы 4 сравнения снижается практически до нулевого, транзистор 13 закрывается, потенциал на S-входе RS-триггера 19 также становится близким к нулевому. В дальнейшем до момента появления импульса на выходе генератора 18 питание нагрузки импульсного стабилизатора напряжения осуществляется за счет энергии, запасенной в конденсаторе 12. При появлении импульса положительной полярности на выходе генератора 18 RS-триггер 19 снова переключается в состояние "лог. 0", инвертор 20 закрывается по выходу; в результате лавинообразно открываются транзисторы 7, 8 ключевого элемента 2 и происходит подзаряд конденсатора 12. В дальнейшем процессы, происходящие в схеме, повторяются. This structure is the basis of the transistor equivalent of a two-base diode (EDD). In the process of charging the capacitor 12, the voltage at the emitter of the transistor 13 increases, but the base current of the transistor 13 is absent, since the zener diode 14 has a high resistance, the transistor 13 is closed; the output of the comparison circuit 4 is a potential close to zero. When the voltage at the input of the circuit 4 compares the threshold for opening the zener diode 14, the transistor 13 opens. At the output of the circuit 4, a high potential appears, switching the RS flip-flop 19 to the “log. 1” state. The resistor 16 carries out the binding of the base potential of the transistor 13 to the potential of its emitter. The resistor 17 is the collector load of the transistor 13. The diode 15 protects the emitter junctions of the transistors 8 and 13 from reverse voltage. After the RS-flip-flop 19 is switched to the “log. 1” state, the signal “log. 0” is set at the inverter 20 output, causing the transistors 7, 8 to close. The potential at the input of the comparison circuit 4 decreases almost to zero, the transistor 13 closes, the potential to S -input of the RS-flip-flop 19 also becomes close to zero. Subsequently, until a pulse appears at the output of the generator 18, the load of the pulse voltage regulator is supplied with energy stored in the capacitor 12. When a pulse of positive polarity appears at the output of the generator 18, the RS flip-flop 19 again switches to the “log. 0” state, inverter 20 closes at the exit; as a result, transistors 7, 8 of the key element 2 open like an avalanche and the capacitor 12 is recharged. In the future, the processes occurring in the circuit are repeated.

Период импульсов генератора 18 выбирается исходя из величины допустимой пульсации напряжения на выходе 6 схемы. The pulse period of the generator 18 is selected based on the value of the allowable ripple voltage at the output of the circuit 6.

Как следует из описания, в открытом состоянии ключевой элемент 2 не потребляет энергии по цепи управления; весь ток, протекающий через структуры ключевого элемента 2, подводится к нагрузке. В закрытом состоянии ключевого элемента 2 ток по цепи его управления протекает через резистор 9 и открытый выход инвертора 20, указанный ток может быть сделан достаточно малым за счет возможности увеличения резистора 9, поскольку транзисторная структура ЭДД запускается малым током. В результате ключевой элемент, выполненный на базе схемы ЭДД, потребляет малую мощность по цепи управления. Схема сравнения 4 потребляет энергию кратковременно при открытом транзисторе 13, все остальное время цикла работы устройства, когда транзистор 13 закрыт, потери энергии через схему 4 сравнения отсутствуют. Также сведены к минимуму потери энергии в генераторе 18 и RS-триггере 19, как элементах, выполненных на цифровых КМОП-вентилях. В итоге импульсный стабилизатор напряжения имеет высокий кпд. As follows from the description, in the open state, the key element 2 does not consume energy along the control circuit; all current flowing through the structure of the key element 2 is supplied to the load. In the closed state of the key element 2, the current through its control circuit flows through the resistor 9 and the open output of the inverter 20, this current can be made quite small due to the possibility of increasing the resistor 9, since the transistor structure of the EDD is triggered by a small current. As a result, a key element based on the EDD circuit consumes low power along the control circuit. The comparison circuit 4 consumes energy for a short time when the transistor 13 is open, the rest of the cycle time of the device when the transistor 13 is closed, there are no energy losses through the comparison circuit 4. The energy losses in the generator 18 and RS-flip-flop 19, as elements made on digital CMOS valves, are also minimized. As a result, the switching voltage regulator has a high efficiency.

Изготовлен лабораторный макет импульсного стабилизатора напряжения, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого устройства. Made a laboratory model of a pulse voltage regulator, tests of which confirmed the feasibility and practical value of the claimed device.

Claims (1)

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий ключевой элемент, вход которого подключен к входной шине и включающий два транзистора, первый из которых имеет проводимость p-n-p-типа, и первый резистор, а выход ключевого элемента подключен ко входу фильтра, который содержит диод и конденсатор, один вывод которого соединен с общей шиной, а другой вывод является выходом фильтра и соединен с выходом устройства, схему сравнения, состоящую из двух резисторов, транзистора и стабилитрона, катод которого через первый резистор соединен со входом схемы сравнения, а анод соединен с общей шиной, при этом коллектор транзистора является выходом схемы сравнения, и схему управления, выход которой соединен с первым выводом первого резистора и с базой второго транзистора ключевого элемента, отличающийся тем, что в ключевом элементе дополнительно введен второй резистор, первый вывод которого соединен со входом ключевого элемента, а второй вывод - с эмиттером первого транзистора, база и коллектор которого соединены соответственно с коллектором и базой второго транзистора n-p-n-типа, эмиттер которого является выходом ключевого элемента и соединен со входом схемы сравнения, в схему сравнения дополнительно введен диод, анод которого соединен с катодом стабилитрона и базой транзистора, эмиттер которого соединен со входом схемы сравнения, а коллектор через второй резистор соединен с общей шиной, катод диода соединен с выходом схемы управления, которая содержит генератор импульсов, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, S-вход которого является входом схемы управления, а прямой выход RS-триггера через инвертор с открытым стоком соединен с выходом схемы управления, анод и катод диода фильтра соединены со входом и выходом фильтра соответственно, RS-триггер и инвертор с открытым стоком выполнены на КМОП-интегральных микросхемах. A pulse voltage regulator containing a key element, the input of which is connected to the input bus and including two transistors, the first of which has pnp-type conductivity, and the first resistor, and the output of the key element is connected to the filter input, which contains a diode and a capacitor, one output of which connected to a common bus, and the other output is the output of the filter and connected to the output of the device, a comparison circuit consisting of two resistors, a transistor and a zener diode, the cathode of which is connected through the first resistor to the input of the circuit s comparison, and the anode is connected to a common bus, while the collector of the transistor is the output of the comparison circuit, and the control circuit, the output of which is connected to the first output of the first resistor and to the base of the second transistor of the key element, characterized in that a second resistor is additionally introduced into the key element whose first terminal is connected to the input of the key element, and the second terminal is connected to the emitter of the first transistor, the base and collector of which are connected respectively to the collector and base of the second npn-type transistor, the emitter of which This is the output of the key element and is connected to the input of the comparison circuit, a diode is added to the comparison circuit, the anode of which is connected to the cathode of the zener diode and the base of the transistor, the emitter of which is connected to the input of the comparison circuit, and the collector is connected to the common bus through a second resistor, and the diode cathode is connected with the output of the control circuit, which contains a pulse generator, the output of which is connected to the R-input of the RS-trigger, the S-input of which is the input of the control circuit, and the direct output of the RS-trigger through an open-drain inverter connected to the output of the control circuit, the anode and cathode of the filter diode are connected to the input and output of the filter, respectively, the RS-trigger and the inverter with open drain are made on CMOS integrated circuits.
RU2001128853/09A 2001-10-25 2001-10-25 Pulse voltage stabilizer RU2216765C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001128853/09A RU2216765C2 (en) 2001-10-25 2001-10-25 Pulse voltage stabilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001128853/09A RU2216765C2 (en) 2001-10-25 2001-10-25 Pulse voltage stabilizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001128853A RU2001128853A (en) 2003-07-27
RU2216765C2 true RU2216765C2 (en) 2003-11-20

Family

ID=32026973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001128853/09A RU2216765C2 (en) 2001-10-25 2001-10-25 Pulse voltage stabilizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2216765C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551118C1 (en) * 2014-05-28 2015-05-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Pulse voltage source
RU203275U1 (en) * 2021-01-13 2021-03-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" PULSE VOLTAGE STABILIZER

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГРЕЙВЕР Е.С. Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока. - М.: Связь, 1970, с.136, ил. 6.22. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551118C1 (en) * 2014-05-28 2015-05-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Pulse voltage source
RU203275U1 (en) * 2021-01-13 2021-03-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" PULSE VOLTAGE STABILIZER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090084863A (en) System and method for detection of multiple current limits
JP3370739B2 (en) Power circuit
JP2011065634A (en) Voltage regulator
RU2694151C1 (en) Triggering logic element nand
RU2216765C2 (en) Pulse voltage stabilizer
RU189075U1 (en) Backup Power Device
JP3964912B2 (en) Inrush current reduction circuit
US4347561A (en) Alternating current to direct current power supply
JP2001501047A (en) Reduced complexity relaxation oscillator using CMOS equivalent of four-layer diode
RU154069U1 (en) PULSE VOLTAGE STABILIZER
JPH10215567A (en) Power source circuit
EP0432472A2 (en) Signal output circuit having bipolar transistor in output stage and arranged in CMOS semiconductor integrated circuit
JPH09285110A (en) Dc-dc converter
US20070013348A1 (en) Switching power supply source
RU2795284C1 (en) Voltage stabilizer
SU661533A1 (en) Dc voltage stabilizer
SU788351A1 (en) Schmitt trigger
RU2121190C1 (en) For control of electromagnetic relay
RU1815757C (en) Device for control of power transistor
SU1667225A1 (en) Schmitt flip-flop
RU1810994C (en) Transistorized switch
RU1830620C (en) Electronic switch
RU2073302C1 (en) Dc voltage inverter
RU128804U1 (en) VOLTAGE SWITCH
SU1145474A1 (en) Transistor switch

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041026