RU2235353C2 - Stabilized converter of constant voltage - Google Patents
Stabilized converter of constant voltage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235353C2 RU2235353C2 RU2002128332/09A RU2002128332A RU2235353C2 RU 2235353 C2 RU2235353 C2 RU 2235353C2 RU 2002128332/09 A RU2002128332/09 A RU 2002128332/09A RU 2002128332 A RU2002128332 A RU 2002128332A RU 2235353 C2 RU2235353 C2 RU 2235353C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- voltage
- diode
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам стабилизации напряжения.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to voltage stabilization devices.
Известен вторичный источник питания трансформаторного типа (см. Приборостроение и средства автоматизации. 2001 г., №7, с. 50, рис. 5. Опыт схемотехнических решений гальванической развязки в устройствах ЦОС, авторы В.Буткевич, В.Невзоров, А.Абакумов), содержащий генератор импульсов, подключенный противофазными выходами к входам двух транзисторных ключей, последовательно подключенных выходами через соответствующие первичные обмотки трансформатора к первой шине источника питания, вторичные обмотки трансформатора, каждая из которых соединена с соответствующими ей последовательно соединенными выпрямителем, фильтром и линейным стабилизатором напряжения.A secondary transformer type power source is known (see Instrument-making and automation equipment. 2001, No. 7, p. 50, Fig. 5. Experience in circuit design solutions for galvanic isolation in DSP devices, authors V. Butkevich, V. Nevzorov, A. Abakumov ), containing a pulse generator connected by antiphase outputs to the inputs of two transistor switches, sequentially connected by outputs through the corresponding primary windings of the transformer to the first bus of the power source, secondary windings of the transformer, each of which is connected to corresponding to it in series connected by a rectifier, a filter and a linear voltage stabilizer.
Вторичный источник питания трансформаторного типа обеспечивает гальваническую развязку шин источника питания и вторичных цепей. Недостатками вторичного источника питания являются сложность и низкий коэффициент полезного действия вследствие большого количества линейных стабилизаторов в цепях вторичных обмоток. Каждой обмотке необходим линейный стабилизатор напряжения.The transformer-type secondary power supply provides galvanic isolation of the power supply buses and secondary circuits. The disadvantages of the secondary power source are the complexity and low efficiency due to the large number of linear stabilizers in the secondary circuits. Each winding requires a linear voltage regulator.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (см. Компоненты и технологии, 2000 г., №3, с. 42-43, рис. 4, статья “Высокочастотные и СВЧ диоды”, авторы В.Резников, Л.Губырин), содержащий источник постоянного напряжения, между первым и вторым выводами которого включен параметрический стабилизатор напряжения, выход которого подключен к первому выводу питания триггера Шмитта, второй вывод питания которого подключен к второму выводу источника постоянного напряжения, а инверсный выход - через последовательно соединенные первые резистор и конденсатор и непосредственно соединен с входом управления ключа. Первый вывод ключа соединен с вторым выводом источника постоянного напряжения через второй резистор, второй вывод - с первым выводом источника постоянного напряжения через первичную обмотку импульсного трансформатора, содержащего первую вторичную обмотку, которая через последовательно соединенные однополупериодный выпрямитель и фильтр подключена к нагрузке. Преобразователь содержит также два диода, интегрирующую RC-цепь, стабилитрон, с третьего по шестой резисторы, регулирующее устройство на микросхеме, диодно-транзисторный оптрон гальванической развязки, pin-диод. Точка соединения первых резистора и конденсатора подключена к входу триггера Шмитта, вывод первой вторичной обмотки через диод подключен к интегрирующей RC-цепи, выход которой подключен к параллельно соединенным стабилитрону и первым управляющим входам регулирующего устройства. Нагрузка подключена через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы к другому управляющему входу регулирующего устройства. Выходы регулирующего устройства подключены к диодному входу диодно-транзисторного оптрона гальванической развязки, коллекторный выход которого соединен с выходом параметрического стабилизатора напряжения, эмиттерный выход подключен к входу pin-диода, подключенному к интегрирующему конденсатору и через пятый резистор к выводу второго резистора. Выход pin-диода подключен к управляющему входу ключа, шестой резистор подключен к третьему управляющему входу регулирующего устройства на микросхеме.The closest to the proposed invention in terms of essential features is a stabilized DC-DC converter (see Components and Technologies, 2000, No. 3, pp. 42-43, Fig. 4, article “High-frequency and microwave diodes”, authors V. Reznikov , L. Gubyrin), containing a constant voltage source, between the first and second terminals of which a parametric voltage regulator is connected, the output of which is connected to the first power output of the Schmitt trigger, the second power output of which is connected to the second output DC and inverse output - through the series-connected first resistor and a capacitor and is directly connected to control input keys. The first terminal of the switch is connected to the second terminal of the DC voltage source through a second resistor, the second terminal is connected to the first terminal of the DC voltage source through the primary winding of a pulse transformer containing the first secondary winding, which is connected through a series-connected half-wave rectifier and a filter to the load. The converter also contains two diodes, an integrating RC circuit, a zener diode, third through sixth resistors, a regulating device on a microcircuit, a diode-transistor optocoupler of galvanic isolation, and a pin diode. The connection point of the first resistor and capacitor is connected to the input of the Schmitt trigger, the output of the first secondary winding through the diode is connected to an integrating RC circuit, the output of which is connected to the zener diode and the first control inputs of the control device connected in parallel. The load is connected via series-connected third and fourth resistors to another control input of the regulating device. The outputs of the control device are connected to the diode input of the diode-transistor optocoupler of galvanic isolation, the collector output of which is connected to the output of the parametric voltage regulator, the emitter output is connected to the input of the pin diode connected to the integrating capacitor and through the fifth resistor to the output of the second resistor. The output of the pin diode is connected to the control input of the key, the sixth resistor is connected to the third control input of the regulating device on the chip.
Достоинством описанного преобразователя является гальваническая развязка источника постоянного напряжения от единственной вторичной цепи за счет диодно-транзисторного оптрона.The advantage of the described converter is galvanic isolation of the DC voltage source from a single secondary circuit due to a diode-transistor optocoupler.
Один недостаток устройства - сложность из-за большого количества радиоэлементов таких как pin-диод, диодно-транзисторный оптрон гальванической развязки, регулирующее устройство на микросхеме, резисторы. Другой недостаток - увеличенное число оптронов и регулирующих устройств на микросхемах при стабилизации нескольких вторичных входных напряжений, вследствие подключения каждого из оптронов и регулирующих устройств к соответствующей вторичной обмотке.One drawback of the device is the complexity due to the large number of radio elements such as a pin diode, a diode-transistor optocoupler of galvanic isolation, a regulating device on a microcircuit, and resistors. Another disadvantage is the increased number of optocouplers and regulating devices on microcircuits while stabilizing several secondary input voltages, due to the connection of each of the optocouplers and regulating devices to the corresponding secondary winding.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание стабилизированного преобразователя постоянного напряжения, обладающего простотой и стабильностью нескольких выходных вторичных напряжений.The problem to which the invention is directed is the creation of a stabilized DC-DC converter having the simplicity and stability of several output secondary voltages.
Технический результат, заключающийся в упрощении и стабилизации нескольких выходных вторичных напряжений, достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, между первым и вторым выводами которого включен параметрический стабилизатор напряжения, выход которого подключен к первому выводу питания триггера Шмитта, второй вывод питания которого подключен к второму выводу источника постоянного напряжения непосредственно, а инверсный выход - через последовательно соединенные первые резистор и конденсатор и непосредственно соединен с входом управления ключа, первый вывод которого соединен с вторым выводом источника постоянного напряжения, второй вывод - с первым выводом источника постоянного напряжения через первичную обмотку импульсного трансформатора, содержащего, по крайней мере, одну вторичную обмотку, которая через последовательно соединенные соответствующие выпрямитель и фильтр подключена к соответствующей нагрузке, два диода, интегрирующую RC-цепь, по крайней мере, один стабилитрон, второй и третий резисторы, введен второй конденсатор, а импульсный трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, первый вывод которой подключен к второму выводу источника постоянного напряжения, второй вывод - к аноду первого диода, катод которого подключен через второй конденсатор к второму выводу источника постоянного напряжения и через последовательно соединенные второй резистор и, по крайней мере, один стабилитрон к входу триггера Шмитта и катоду второго диода, анод которого подключен к выходу интегрирующей RC-цепи, вход которой соединен с инверсным выходом триггера Шмитта, вход которого через третий резистор подключен к точке соединения первых резистора и конденсатора. Кроме того, выпрямитель выполнен по мостовой схеме.The technical result, which consists in simplifying and stabilizing several output secondary voltages, is achieved by the fact that in a stabilized DC-voltage converter containing a constant voltage source, between the first and second terminals of which a parametric voltage regulator is included, the output of which is connected to the first power output of the Schmitt trigger, the second the power output of which is connected directly to the second output of the DC voltage source, and the inverse output is connected in series connected the first resistor and capacitor and is directly connected to the control input of the switch, the first output of which is connected to the second output of the DC voltage source, the second output to the first output of the DC voltage source through the primary winding of the pulse transformer containing at least one secondary winding, which, through the corresponding rectifier and filter connected in series, is connected to the corresponding load, two diodes integrating the RC circuit, at least one zener diode, W second and third resistors, a second capacitor is introduced, and the pulse transformer is equipped with an additional secondary winding, the first output of which is connected to the second output of the DC voltage source, the second output to the anode of the first diode, the cathode of which is connected through the second capacitor to the second output of the DC voltage source and through a second resistor and at least one zener diode connected to the input of the Schmitt trigger and the cathode of the second diode, the anode of which is connected to the output of the integrating RC circuit, the second is connected to the inverse output of the Schmitt trigger, the input of which through the third resistor is connected to the connection point of the first resistor and capacitor. In addition, the rectifier is made according to the bridge circuit.
Указанная совокупность признаков позволяет упростить стабилизированный преобразователь, исключить значительное число электрорадиоэлементов и обеспечить стабилизацию нескольких гальванически развязанных выходных вторичных напряжений за счет расширения функций импульсного трансформатора и триггера Шмитта. Мостовой выпрямитель обеспечивает оптимальное сочетание величин коэффициента полезного действия и коэффициента стабилизации в предлагаемом преобразователе.The indicated set of features makes it possible to simplify the stabilized converter, to eliminate a significant number of electro-radio elements and to provide stabilization of several galvanically isolated output secondary voltages due to the expansion of the functions of a pulse transformer and Schmitt trigger. A bridge rectifier provides the optimal combination of values of the efficiency and stabilization coefficient in the proposed converter.
На фиг.1 приведена структурная схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения, на фиг.2 - временные диаграммы его работы.Figure 1 shows the structural diagram of a stabilized DC-DC converter, figure 2 is a timing diagram of its operation.
Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит (фиг.1) источник 1 постоянного напряжения, между первым и вторым выводами которого включен параметрический стабилизатор 2 напряжения, выход которого подключен к первому выводу питания триггера Шмитта 3, второй вывод питания которого подключен к второму выводу источника 1 постоянного напряжения непосредственно, а инверсный выход - через последовательно соединенные первые резистор 4 и конденсатор 5 и непосредственно соединен с входом управления ключа 6. Первый вывод ключа 6 соединен с вторым выводом источника 1 постоянного напряжения, второй вывод - с первым выводом источника 1 постоянного напряжения через первичную обмотку импульсного трансформатора 7.The stabilized DC-DC converter contains (Fig. 1) a DC voltage source 1, between the first and second terminals of which a parametric voltage stabilizer 2 is connected, the output of which is connected to the first power output of Schmitt trigger 3, the second power output of which is connected to the second output of the DC voltage source 1 directly, and the inverse output through a series-connected first resistor 4 and capacitor 5 and is directly connected to the control input of the key 6. The first output of the key 6 oedinen with the second terminal of the DC voltage source 1, a second terminal - a first terminal of the DC voltage source 1 through the primary winding 7 of the pulse transformer.
Две вторичные обмотки 8.1, 8.2 импульсного трансформатора 7, каждая через последовательно соединенные выпрямитель 9.1, 9.2 и фильтр 10.1, 10.2 подключена к соответствующей нагрузке 11.1, 11.2, первый диод 12, интегрирующую RC-цепь 13, второй диод 14, второй и третий резисторы 15 и 16 соответственно, два стабилитрона 17.1, 17.2, дополнительную вторичную обмотку 18 импульсного трансформатора, первый вывод которой подключен к второму выводу источника 1 постоянного напряжения, второй вывод - к аноду первого диода 12, катод которого подключен через второй конденсатор 19 к второму выводу источника 1 постоянного напряжения и через последовательно соединенные резистор 15 и два стабилитрона 17.1, 17.2 к входу триггера Шмитта 3 и катоду диода 14, анод которого подключен к выходу интегрирующей RC-цепи 13, вход которой соединен с инверсным выходом триггера Шмитта 3, вход которого через резистор 16 подключен к точке 20 соединения резистора 4 и конденсатора 5. Выпрямители 9.1, 9.2 выполнены по мостовой схеме.Two secondary windings 8.1, 8.2 of the pulse transformer 7, each through a series-connected rectifier 9.1, 9.2 and a filter 10.1, 10.2 connected to the corresponding load 11.1, 11.2, the first diode 12, the integrating RC circuit 13, the second diode 14, the second and third resistors 15 and 16, respectively, two zener diodes 17.1, 17.2, an additional secondary winding 18 of the pulse transformer, the first terminal of which is connected to the second terminal of the constant voltage source 1, the second terminal is connected to the anode of the first diode 12, the cathode of which is connected to a second capacitor 19 through w the output of source 1 of constant voltage and through a series-connected resistor 15 and two zener diodes 17.1, 17.2 to the input of the Schmitt trigger 3 and the cathode of the diode 14, the anode of which is connected to the output of the integrating RC circuit 13, the input of which is connected to the inverse output of the Schmitt trigger 3, the input which through a resistor 16 is connected to the point 20 of the connection of the resistor 4 and the capacitor 5. The rectifiers 9.1, 9.2 are made according to the bridge circuit.
Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) работает следующим образом.The stabilized DC-DC Converter (figure 1) works as follows.
При рассмотрении работы следует учесть, что в примере конкретного выполнения (фиг.1) представлена схема включения с трансформаторным выходом и цепью первичной обратной связи с использованием дополнительной вторичной обмотки 18.When considering the work, it should be noted that in the example of a specific implementation (Fig. 1), a switching circuit with a transformer output and a primary feedback circuit using an additional secondary winding 18 is presented.
Такая схема необходима в преобразователях, где требуется гальваническая развязка и возможно изменение как тока нагрузки 11.1, так и величины напряжения источника 1 постоянного тока. За счет работы на холостом ходу изменения напряжения на дополнительной вторичной обмотке 18 существенно выше, чем на нагрузочных обмотках 8.1, 8.2, что обеспечивает высокую чувствительность регулирования, стабилизации.Such a circuit is necessary in converters where galvanic isolation is required and it is possible to change both the load current 11.1 and the voltage value of the DC source 1. Due to idling, the voltage changes on the additional secondary winding 18 are significantly higher than on the load windings 8.1, 8.2, which ensures high sensitivity of regulation and stabilization.
На фиг.2 представлены временные диаграммы, где:Figure 2 presents the timing diagram, where:
U11 - стабилизированное напряжение на любой из нагрузок 11.1, 11.2 с учетом пульсаций, для наглядности они увеличены, зависят от параметров фильтра 10.1, 10.2;U 11 - stabilized voltage at any of the loads 11.1, 11.2 taking into account ripples, for clarity, they are increased, depend on the parameters of the filter 10.1, 10.2;
U20 - напряжение автогенерации в суммирующей токи заряда конденсатора 5 точке 20 с учетом гистерезиса (0,9 В) триггера Шмитта 3, порог включения которого равен 3,2 В, порог выключения равен 2,3 В при питании его от параметрического стабилизатора 2 напряжением 5 В, величины которых неизменны при любом изменении напряжения источника 1 постоянного тока;U 20 is the self-generating voltage at the point 20 summing the currents of the capacitor charge taking into account the hysteresis (0.9 V) of the Schmitt trigger 3, the switching threshold of which is 3.2 V, the switching threshold is 2.3 V when it is powered from a parametric stabilizer 2 with voltage 5 V, the values of which are unchanged with any change in the voltage of the DC source 1;
U3 - напряжение на выходе триггера Шмитта 3 и управляющем входе ключа 6, поступающее с управляемого автогенератора, включающего триггер Шмитта 3 и цепи обратной связи;U 3 is the voltage at the output of the Schmitt trigger 3 and the control input of the key 6, coming from a controlled oscillator, including the Schmitt trigger 3 and the feedback circuit;
I6 - ток в цепи первичной обмотки импульсного трансформатора 7;I 6 - current in the primary circuit of a pulse transformer 7;
U1 - напряжение источника 1 постоянного напряжения;U 1 - voltage source 1 constant voltage;
U6 - напряжение на выходе ключа 6, подключенного к первичной обмотке импульсного трансформатора 7.U 6 is the voltage at the output of the switch 6 connected to the primary winding of the pulse transformer 7.
Наращиванием числа стабилитронов 17.1, 17.2 в цепи дополнительной обмотки 18 подбирается необходимое напряжение стабилизации и обеспечивается оптимальная величина коэффициента полезного действия.By increasing the number of zener diodes 17.1, 17.2 in the circuit of the additional winding 18, the necessary stabilization voltage is selected and the optimum value of the efficiency is provided.
Обратная связь по напряжению обеспечивается за счет дополнительной обмотки 18 импульсного трансформатора 7. Напряжение источника 1 постоянного тока приложено к первичной обмотке, другой выход которой подключен к выходу силового ключа 6, выполненного на транзисторе (на фиг.1 не показан). При среднем значении напряжения источника 1, равном U1=20 В, коммутация ключа 6 происходит с частотой 25 кГц, скважность импульсов U3, I6 близка к двойке, что задается генератором на инвертирующем триггере Шмитта 3 с тремя цепями обратной связи. Это постоянно работающая, основная цепь: “резистор 4 - конденсатор 5”. Это дополнительная цепь: “интегрирующая RC-цепь 13 - диод 14 - резистор 16”, особенно эффективно вступающая в процесс стабилизации при понижении напряжения U1 ниже 20 В, вплоть до 13 В (скважность импульсов U3, U6, I6 при этом уменьшается, см. фиг.2). Эта дополнительная цепь первичной обратной связи: “обмотка 18 - диод 12 -конденсатор 19 - резистор 15 - стабилитроны 17.1, 17.2 - резистор 16”, работающая во всем диапазоне напряжений U1 от 13 до 30 В и выше. Напряжение с вторичных обмоток 8.1, 8.2 трансформатора 7 выпрямляются мостовыми выпрямителями 9.1, 9.2, фильтруются фильтрами 10.1, 10.2 и поступают в нагрузку 11.1, 11.2. Напряжение обратной связи с обмотки 18 фильтруется конденсатором 19. Регулирование происходит таким образом, что на конденсаторе 19 поддерживается напряжениеVoltage feedback is provided due to the additional winding 18 of the pulse transformer 7. The voltage of the direct current source 1 is applied to the primary winding, the other output of which is connected to the output of the power switch 6 made on the transistor (not shown in Fig. 1). With an average value of the voltage of source 1 equal to U 1 = 20 V, the switching of switch 6 occurs at a frequency of 25 kHz, the duty cycle of pulses U 3 , I 6 is close to two, which is set by a generator on an inverting Schmitt trigger 3 with three feedback circuits. This is a constantly working, main circuit: “resistor 4 - capacitor 5”. This is an additional circuit: “an integrating RC circuit 13 - diode 14 - resistor 16”, which is particularly effective in stabilizing when voltage U 1 drops below 20 V, up to 13 V (pulse duty cycle U 3 , U 6 , I 6 decreases, see figure 2). This additional primary feedback circuit: “winding 18 - diode 12 -capacitor 19 - resistor 15 - zener diodes 17.1, 17.2 - resistor 16”, operating in the entire voltage range U 1 from 13 to 30 V and above. The voltage from the secondary windings 8.1, 8.2 of the transformer 7 is rectified by bridge rectifiers 9.1, 9.2, filtered by filters 10.1, 10.2 and supplied to the load 11.1, 11.2. The feedback voltage from the winding 18 is filtered by a capacitor 19. Regulation is such that voltage is maintained on the capacitor 19
U19=20,55 В=2,55 В + 2х9 В,U 19 = 20.55 V = 2.55 V + 2x9 V,
где 2,55 В - среднее напряжение в точке 20 (усредненное значение пороговых напряжений триггера Шмитта 3);where 2.55 V is the average voltage at point 20 (the average value of the threshold voltages of the Schmitt trigger 3);
2х9 В=18 В - напряжение двух последовательно включенных стабилитронов 17.1, 17.2 типа 2С191Е.2x9 V = 18 V - voltage of two zener diodes in series 17.1, 17.2 of type 2C191E.
Когда выпрямленное напряжение первичной обратной связи на конденсаторе 19 достигает рабочего уровня в суммирующую точку 20 начинает протекать ток управления. Рост усредненного значения тока управления происходит при увеличении напряжения (U1=30 В, фиг.2) источника 1 и(или) уменьшении нагрузки, что приводит к увеличению скважности импульсов, управляющих работой силового ключа 6. Этот процесс продолжается до достижения выходным напряжением (U19, U11) точки стабилизации. Уровень выходного напряжения определяется соотношением витков обмотки 18 обратной связи и витков вторичных обмоток 8.1, 8.2. В примере по фиг.1 и 2 соотношение витков выбрано равным единице для наглядности. Противоположное изменение усредненного значения тока управления в точке 20 происходит при уменьшении напряжения (U1=13, фиг.2) источника 1 и(или) увеличении нагрузки, что приводит к уменьшению скважности импульсов (U3, U6, I6), управляющих работой силового ключа 6. Этот процесс продолжается до достижения выходным напряжением (U19, U11) точки стабилизации. При более точном описании следует учесть также и изменение частоты коммутации силового ключа 6, но при этом пульсация выходных напряжений на нагрузках 11.1, 11.2 - неизменна по амплитуде, это - достоинство. При напряжении U1=13 В - частота коммутации равна 50 кГц, при напряжении U1=30 В - частота коммутации равна 10 кГц, при напряжении U1=20 В - частота коммутации равна 25 кГц.When the rectified primary feedback voltage on the capacitor 19 reaches the operating level, a control current begins to flow to the summing point 20. The increase in the average value of the control current occurs when the voltage (U 1 = 30 V, FIG. 2) of the source 1 increases and / or the load decreases, which leads to an increase in the duty cycle of the pulses controlling the operation of the power switch 6. This process continues until the output voltage reaches ( U 19 , U 11 ) stabilization points. The output voltage level is determined by the ratio of the turns of the feedback winding 18 and the turns of the secondary windings 8.1, 8.2. In the example of FIGS. 1 and 2, the ratio of the turns was chosen equal to unity for clarity. The opposite change in the average value of the control current at point 20 occurs when the voltage (U 1 = 13, FIG. 2) of source 1 decreases and (or) the load increases, which leads to a decrease in the duty cycle of the pulses (U 3 , U 6 , I 6 ) that control operation of the power switch 6. This process continues until the output voltage (U 19 , U 11 ) reaches the stabilization point. With a more accurate description, one should also take into account the change in the switching frequency of the power switch 6, but the ripple of the output voltages at loads 11.1, 11.2 is unchanged in amplitude, this is an advantage. With a voltage of U 1 = 13 V - the switching frequency is 50 kHz, with a voltage of U 1 = 30 V - the switching frequency is 10 kHz, with a voltage of U 1 = 20 V - the switching frequency is 25 kHz.
Поскольку все обмотки 8.1, 8.2 в том числе и регулировочная дополнительная вторичная обмотка 18 принадлежат одному трансформатору 7, то напряжения на них изменяются синхронно, а скважность и частота импульсов изменяются в противоположную, компенсирующую сторону, чем и обеспечена стабилизация всех напряжений на нагрузках 11.1, 11.2 от одной обмотки 18 в цепи первичной трансформаторной обратной связи. Она включена на триггер Шмитта, имеющий свою основную и дополнительную (стабилизирующую) цепь обратной связи. Резисторы 15 и 16 помимо участия в цепях обратных связей играют еще и роль ограничительных для токов во входную цепь микросхемы триггера Шмитта 3. При такой организации цепей обратной связи пульсации на нагрузке 11.1, 11.2 минимальны, а коэффициент стабилизации по току и напряжению - максимален в широком диапазоне рабочих выходных токов нагрузок 11.1, 11.2 и напряжений источника 1.Since all windings 8.1, 8.2, including the control secondary secondary winding 18 belong to one transformer 7, the voltages on them change synchronously, and the duty cycle and pulse frequency change in the opposite, compensating direction, which ensures the stabilization of all voltages on the loads 11.1, 11.2 from one winding 18 in the primary transformer feedback circuit. It is included in the Schmitt trigger, which has its main and additional (stabilizing) feedback circuit. Resistors 15 and 16, in addition to participating in feedback circuits, also play the role of Schmitt trigger 3 circuits limiting currents to the input circuit. With this arrangement of feedback circuits, ripples at a load of 11.1, 11.2 are minimal, and the stabilization coefficient for current and voltage is maximum in a wide the range of working output currents of the loads 11.1, 11.2 and voltage of the source 1.
Заявленное изобретение позволяет упростить стабилизированный преобразователь постоянного напряжения путем исключения значительного числа радиоэлементов и обеспечить стабилизацию нескольких выходных вторичных напряжений за счет расширения функций импульсного трансформатора и триггера Шмитта.The claimed invention allows to simplify the stabilized DC-DC converter by eliminating a significant number of radioelements and to provide stabilization of several output secondary voltages by expanding the functions of a pulse transformer and Schmitt trigger.
Триггер Шмитта используется не только для автогенерации импульсов, но и как регулирующее устройство, обеспечивающее стабилизацию за счет двух дополнительных цепей обратной связи.Schmitt trigger is used not only for self-generation of pulses, but also as a regulating device that provides stabilization due to two additional feedback circuits.
Импульсный трансформатор используется не только для питания нагрузочных вторичных обмоток, но и для запитки дополнительной регулирующей обмотки, работающей практически на холостом ходу на вход триггера Шмитта и, значит, высокочувствительную компенсацию всех изменений нагрузки и изменений напряжения источника постоянного тока путем изменения скважности и частоты.The pulse transformer is used not only to power the load secondary windings, but also to power the additional control winding, which is almost idling to the input of the Schmitt trigger and, therefore, highly sensitive compensation for all changes in the load and changes in the voltage of the DC source by changing the duty cycle and frequency.
Интегрирующая RC-цепь, другие резисторы, конденсаторы, диод включены в цепь триггера Шмитта в последовательности, обеспечивающей широкий диапазон регулирования, минимальные пульсации, оптимальный коэффициент по току и напряжению. Вместо сложных регулирующих устройств на микросхемах частного применения использован простейший элемент “триггер Шмитта” из состава распространенных КМДП-интегральных микросхем серии 564 или других серий отечественных микросхем. Мостовые выпрямители обеспечивают оптимальное сочетание величин коэффициента полезного действия и коэффициента стабилизации в данном преобразователе.An integrating RC circuit, other resistors, capacitors, and a diode are included in the Schmitt trigger circuit in a sequence that provides a wide range of regulation, minimal ripple, and an optimal current and voltage ratio. Instead of complex regulating devices on private microcircuits, the simplest Schmitt trigger element was used from the common CMDP integrated circuits of the 564 series or other series of domestic microcircuits. Bridge rectifiers provide the optimal combination of values of efficiency and stabilization coefficient in this converter.
В стабилизированном преобразователе применена серийная, микромощная микросхема триггера Шмитта типа 564ТЛ1, параметрический стабилизатор выполнен на резисторе и опорном стабилитроне. Ключ выполнен на биполярном составном транзисторе из элементов 2Т881А, пригоден и любой БИМОП транзистор, как в прототипе.In a stabilized converter, a serial, micropower Schmitt trigger chip of type 564TL1 is used, the parametric stabilizer is made on a resistor and a reference zener diode. The key is made on a bipolar composite transistor from elements 2T881A, any BIMOP transistor is also suitable, as in the prototype.
Трансформатор выполнен на сердечнике из феррита. Источник 1 постоянного тока - аккумулятор с выходным напряжением от 13 до 30 В, выпрямители 9.1, 9.2 выполнены по мостовой схеме на элементах 2Д906А. Фильтры 10.1, 10.2 выполнены на конденсаторах К52-1БМ. Нагрузки 11.1, 11.2 активные, ток потребления изменялся в два раза. Выпрямители 9.1, 9.2 выполнялись и по однополупериодной схеме для сердечника на молибденовом пермаллое. При этом форма тока I6 близка к прямоугольному треугольнику, но кольца из магнитодиэлектрика более дороги и дефицитны по сравнению с ферритовыми кольцами без зазора.The transformer is made on a ferrite core. DC source 1 is a battery with an output voltage of 13 to 30 V, rectifiers 9.1, 9.2 are made according to the bridge circuit on 2D906A elements. Filters 10.1, 10.2 are made on capacitors K52-1BM. Loads 11.1, 11.2 are active, the current consumption changed twice. Rectifiers 9.1, 9.2 were also performed according to a half-wave circuit for a core based on molybdenum permalloy. Moreover, the current shape I 6 is close to a right-angled triangle, but magnetodielectric rings are more expensive and scarce in comparison with ferrite rings without a gap.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002128332/09A RU2235353C2 (en) | 2002-10-21 | 2002-10-21 | Stabilized converter of constant voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002128332/09A RU2235353C2 (en) | 2002-10-21 | 2002-10-21 | Stabilized converter of constant voltage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002128332A RU2002128332A (en) | 2004-06-20 |
| RU2235353C2 true RU2235353C2 (en) | 2004-08-27 |
Family
ID=33413100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002128332/09A RU2235353C2 (en) | 2002-10-21 | 2002-10-21 | Stabilized converter of constant voltage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2235353C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174218U1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-10-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Альфа" (ООО "Альфа") | The device bipolar low noise power source |
| RU2700291C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope |
-
2002
- 2002-10-21 RU RU2002128332/09A patent/RU2235353C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174218U1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-10-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Альфа" (ООО "Альфа") | The device bipolar low noise power source |
| RU2700291C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11848603B2 (en) | Auxiliary power supply apparatus and method for isolated power converters | |
| US6466461B2 (en) | Method and circuit for reducing voltage level variation in a bias voltage in a power converter | |
| US5856916A (en) | Assembly set including a static converter with controlled switch and control circuit | |
| US7432614B2 (en) | Single-inductor multiple-output switching converters in PCCM with freewheel switching | |
| RU2638021C2 (en) | Step-down voltage converter | |
| US7271505B1 (en) | Voltage balancing in intermediate circuit capacitors | |
| US11264915B2 (en) | AC-DC converter and AC-DC rectifier | |
| US20210226544A1 (en) | Detection circuit and switching converter | |
| US6151223A (en) | Self-excited DC-DC converter with temperature compensation | |
| JP2002315331A (en) | Power supply equipped with dc-dc converter | |
| RU2235353C2 (en) | Stabilized converter of constant voltage | |
| RU2314626C1 (en) | Stabilized transformer of constant voltage | |
| EP1429222B1 (en) | Buck converter | |
| JPH06141536A (en) | Low-loss power supply device including dc/dc converter | |
| JP4534354B2 (en) | DC-DC converter | |
| Li et al. | A Multi-resonant-core-based Series-parallel Resonant Switched-capacitor Converter with Wide Voltage Gain Range | |
| JP2614056B2 (en) | DC / DC converter | |
| JP2006526976A (en) | DC-DC converter | |
| US20170244329A1 (en) | Converter circuit and operating method thereof | |
| CA3062530C (en) | Dc/dc power converter | |
| RU2318290C1 (en) | Secondary power supply unit | |
| RU2094936C1 (en) | Direct-to-direct voltage converter | |
| AU2016100186A4 (en) | Converter circuit and operating method thereof | |
| RU2560103C1 (en) | Corrector of power ratio | |
| SU1594664A1 (en) | D.c. to d.c. voltage converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081022 |