SU1068715A1 - Method and device for stabilizing transistor dc voltage converter voltage - Google Patents

Method and device for stabilizing transistor dc voltage converter voltage Download PDF

Info

Publication number
SU1068715A1
SU1068715A1 SU813349704A SU3349704A SU1068715A1 SU 1068715 A1 SU1068715 A1 SU 1068715A1 SU 813349704 A SU813349704 A SU 813349704A SU 3349704 A SU3349704 A SU 3349704A SU 1068715 A1 SU1068715 A1 SU 1068715A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
output
transistor
converter
input
Prior art date
Application number
SU813349704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Залманович Курчик
Александр Семенович Лашков
Юрий Петрович Борисенко
Евгений Михайлович Коновалов
Original Assignee
Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича
Предприятие П/Я М-5619
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 Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича, Предприятие П/Я М-5619 filed Critical Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича
Priority to SU813349704A priority Critical patent/SU1068715A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1068715A1 publication Critical patent/SU1068715A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

1. Способ стабилизации напр жени  транзисторного преобразовател  просто нного напр жени  с обратным включением диода, дросселем и выходным фильтром, при котором включают транзистор через равные интервалы времени, измер ют выходное напр жение преобразовател , сравнивают его с эталонным напр жением, усиливают полученный сигнал рассогласовани , использу  его в качестве опорного напр жени , формируют по меньшей мере одно контролируемое напр жение, сравнивают его с опорным напр жением и выключают транзистор в моменты их райенства, отличающийс   тем, что, с целью улучшени  качества стабилизации выходного на-/ пр жени  преобразовател  при расширенном диапазоне изменени  сопротивлени  нагрузки, указанное основное контролируемое напр жение формируют путем суммировани  двух сигналов, первый из которых получают путем измерени  входного напр жени  выходного фильтра, а второй. - путем преобразовани  тока силовой цепи транзистора в напр жение. 2.Способ по п. 1, отлича ю щ и и с   тем, что из указанного второго сигнала формируют дополнительно контролируемое напр жение, которое сравнивают с опорным напр же нием. 3.Способ по п. 2, о. т л и ч аю щ и и с   тем, что при уменьше (Я нии сигнала, полученного в результате указанного измерени  выходного напр жени  до величины, меньшей упом нутого эталонного напр жени , фррмируют третий сигнал,которым воздействуют на указанное преобра зование тока в напр жение, увеличива  величину дополнительного контролируемого напр жени . 00 4.Устройство дл  стабилизации посто нного напр жени , содержа1чее за-г. дающий генератор фиксированной частоты , формирователь импульсов управлени  силовым транзистором, усилитель СП посто нного тока, один вход которого подключен к выходу датчика выходного напр же.ни  преобразонатал , а даугой - к источнику эталонного напр жени , и первый компаратор, первый вход которого подключен к выходу усилител  посто нного тока, а второй через первый диод - к выходу формировател  основного контролируемого напр жени , причем упом нутые усилитель , датчик, компаратор и источник эталонного напр жени  соединены с общей шиной схемы, 6 т л и ч а ю щ е е.с   тем, что, с целью улуч1. A method of stabilizing the voltage of a transistor converter of a simple voltage with a reverse turning on of a diode, an inductor and an output filter at which the transistor is turned on at regular intervals of time, the output voltage of the converter is measured, compared to a reference voltage, amplified by the error signal, using it as a reference voltage, form at least one controlled voltage, compare it with the reference voltage, and turn off the transistor at the moments of their voltage a, characterized in that, in order to improve the quality of stabilization of the output voltage / voltage of the converter with an extended range of load resistance, this basic controlled voltage is formed by summing two signals, the first of which is obtained by measuring the input voltage of the output filter, and second. - by converting the current of the power circuit of the transistor to voltage. 2. The method according to claim 1, characterized by the fact that an additional controlled voltage is generated from said second signal, which is compared with the reference voltage. 3. Method according to p. 2, o. This means that when the signal is reduced (the signal obtained as a result of the indicated measurement of the output voltage to a value less than the reference voltage, the third signal is influenced by which the current is converted into a voltage increasing the value of the additional monitored voltage. 00 4. A device for stabilizing a constant voltage containing a fixed frequency generator, a driver of control pulses of a power transistor, an amplifier SP of a constant current, one input of which is connected to the output of the output voltage sensor or transformed, and daugoy to the source of the reference voltage, and the first comparator, the first input of which is connected to the output of the direct current amplifier, and the second through the first diode to the output of the grounding device controlled voltage, with the mentioned amplifier, sensor, comparator, and reference voltage source being connected to the common bus of the circuit, 6 tons per second, with the aim of improving

Description

шени  качества стабилизации выходного напр жени  преобразовател  при расширенном диапазоне изменени  сопротивлени  нагрузки, формирователь основного контролируемого напр жени  состоит из делител , включенного на входе С-.Ь-С фильтра и трансформатора тока, перва  обмотка которого включена в силовую цепь транзистора преобразовател , а втора  - зашунтирована nepBfcjM резистором и подключена между выходами упом нутых делител  и формировател .The quality of stabilization of the output voltage of the converter with an expanded range of load resistance changes, the driver of the main controlled voltage consists of a divider connected at the C -.BL-C input of the filter and a current transformer, the first winding of which is connected to the power circuit of the transistor of the converter and the second a nepBfcjM resistor is shunted and connected between the outputs of the mentioned divider and driver.

5. Устройство по п, 4, отличающеес  тем, что оно снабжено формирователем дополнительного контролируемого напр жени , выполненным в виде подключенного к третьей обмотке упом нутого трансформатора тока однополупериодного выпр мител  со вторым резистором на выходе/ соединенным одним выводом с общей шиной схеки, а другим.- с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к упом нутому источнику эталонного напр жени , а выход через первый диод соединен с вторым входом первого компаратора, к которому также подключен через второй диод выход формировател  основного контролируемого напр жени .5. The device according to claim 4, characterized in that it is provided with an additional controlled voltage driver, made in the form of a full-wave rectifier connected to the third winding of the above-mentioned current transformer with a second output resistor / connected to one output terminal with a common bus bus terminal, and the other .- with the first input of the second comparator, the second input of which is connected to the reference voltage source, and the output through the first diode is connected to the second input of the first comparator, to which is also connected ithout second diode the output of the main controlled voltage.

6. Устройство по п. 5, отличающеес  тем, что второй резистор формировател  дополнительного контролируемого напр жени  зашунтирован цепочкой, состо щей из транзистора и третьего резистора, включенного в цепь его эмиттера, причем база транзистора соединена с упом нутым датчиком выходного напр жени  преобразовател .6. A device according to claim 5, characterized in that the second resistor of the additional controlled voltage generator is shunted by a chain consisting of a transistor and a third resistor connected to its emitter circuit, the base of the transistor being connected to the said output voltage sensor of the converter.

1one

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источника: электропитани  аппаратуры св зи.The invention relates to electrical engineering and can be used in the source: power supply of communication equipment.

Известен способ стабилизации выходного напр жени  транзистора преобразовател  посто нного напр жени , при котором сравнивают контролируе1 ый сигнал пилообразной формы, сформированшлй из входного напр жени , с сигналом посто нного тока и переключают силовой ключ в момент равенства этих сигналов, причем величину сигнала посто нного тока усиливают равной амплитудному значению контролируемого сигнала при минимальной величине входного напр жени  11.There is a method of stabilizing the output voltage of a transistor of a dc converter, in which a monitored sawtooth signal generated from the input voltage is compared to a dc signal and the power switch is switched when these signals are equal, and the magnitude of the dc signal is amplified equal to the amplitude value of the monitored signal at the minimum value of the input voltage 11.

Этот способ- не может быть применен без изменений дл  транзисторного преобразовател  посто нного напр жени  с обратным вкJaoчeниeм диода.This method cannot be applied without changes to a transistor converter with a reverse connection of a diode.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ стабилизации выходного напр жени  транзисторного преобразовател  посто нного напр жени  с обратным вкшзчением .диода, дросселем и выходным фильтром, при котором включают транзистор через равные интервала времени, измер ют выходное напр жение преобразовател , сравнивают его с эталонным напр жением, усиливают полученный сигнал рассогласовани , использу  его в качестве опЬриого напр жени , формируют по меньшей мере одно контролируемое напр жение , сравнивают его с апорилм напр жением и выключают - анзистор в момент их равенства 2J.The closest to the invention is a method of stabilizing an output voltage of a transistor converter with a reverse voltage diode, choke and output filter, at which the transistor is turned on at equal intervals of time, the output voltage of the converter is measured, and compared with a reference voltage amplify the received error signal, using it as a test voltage, form at least one controlled voltage, compare it with aporilic voltage and turn off - anzistor at the moment of their equality 2J.

Недостатками известного способа  вл ютс  низка  точность стабилизации напр жени  в режиме прерывистого тока реактора, большие перегрузки коллекторного тока транзистора при ; включении и коротком замыкании преобразовател  посто нного напр жени , больша  длительность переходных процессов , вызванных изменением сопроO тивлени  нагрузки.The disadvantages of this method are the low accuracy of voltage stabilization in the discontinuous current mode of the reactor, large overloads of the collector current of the transistor; switching on and short-circuiting a dc converter; longer duration of transients caused by a change in the load resistance.

Известно устройство дл  осуществлени  стабилизации выходного напр жени , транзисторного преобразовател  посто нного напр жени , .содержащее 5 задающий генератор фиксированной частоты , формирователь импульсов управлени  силовым транзисторе и компаратор , первый вход которого подключен к источнику опорного напр жени , а второй - к выходу формировател  контролируемого напр жени , причем компаратор , источник/опорного напр жени  и формирователь контролируемого напр жени  соединены с общей шиной схемы 33.A device is known for stabilizing an output voltage, a constant-voltage transistor converter containing 5 a master frequency generator of a fixed frequency, a driver for controlling a power transistor, and a comparator whose first input is connected to a reference voltage source and the second is connected to the output of a controlled voltage generator the comparator, the source / reference voltage and the controlled voltage driver are connected to the common bus of the circuit 33.

Недостатками этого устройства  вл ютс  низкие статическа  и динами- ческа  точности.The disadvantages of this device are low static and dynamic accuracy.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  стабилизации 0 выходного напр жени  транзисторного преобразовател  посто нного напр жени , содержащее задающий генератор .фиксированной частоты, формирователь импульсов упрс1влени  силовым транзис5 тором,t усилитель посто нного тока, один вход которого подключен к выходу датчика выходного напр жени  преобразовател , а другой - к источникуClosest to the invention is a device for stabilizing the output voltage of a dc transistor converter, containing a master oscillator of a fixed frequency, a driver for controlling a power transistor, t a dc amplifier, one input of which is connected to the output of the sensor for the output voltage the converter and the other to the source

эталонного напр жени , и первый компаратор , первый вход которого подключен к выходу усилител  посто нного тока, а второй - к выходу формировател  основного контролируемого напр жени , упом нутые усилитель, датчик, компаратор и источник эталонного напр жени  соединены с общей шиной схемы 4 .the first voltage, and the first comparator, the first input of which is connected to the output of the DC amplifier, and the second to the output of the main controlled voltage generator, said amplifier, sensor, comparator and source of the reference voltage are connected to the common bus of the circuit 4.

Недостатками-известного устройства  вл ютс  низка  точность стабилиэации напр жени  в режиме прерывистого тока реактора, большие выплески коллекторного тока транзистора при выключении и коротком замыкании преобразовател  посто нного напр же- .15 ни , больша  длительность переходных процессов, вызванных изменением сопротивлени  нагрузки.The disadvantages of the known device are low accuracy of voltage stabilization in the mode of intermittent current of the reactor, large spikes of the collector current of the transistor when the constant voltage converter is turned off and short-circuited, and the duration of transients caused by a change in load resistance is longer.

Цель изобретени  - улучшение качества стабилизации выходного напр - 20 жени  преобразовател  при расширенном диапазоне изменени  сопротивлени  нагрузки.The purpose of the invention is to improve the quality of the stabilization of the output voltage of the converter 20 with an extended range of load resistance.

Эта цель достигаетс  тем, что согласно способу стабилизации напр жени 25 транзисторного преобразовател  посто нного напр жени  с обратным включением диода дросселем и выходным сглаживающим фильтром, при котором включа (С1т транзистор через равные интерва- д лы времени, измер ют выходное напр жение преобразовател , сравнивают его с эталонным напр жением, усиливают полученный сигнал рассогласовани , использу  его в качестве опорного напр жени , формируют по меньшей мере одно контролируемое напр жение, сравнивают его с опорным напр жением и выключают транзистор в моменты их равенства , указанное основное контролир емое напр жение формируют путем 40 суммировани  двух .сигналов, первый из которых получают путем изм,ерени  входного напр жени  выходного фильтра , а второй - путем преобразовани  тока силовой цепи транзистора в на- 45 пр жение.This goal is achieved by the fact that, according to the method of stabilizing the voltage of a 25 transistor converter, with a reverse connection of a diode with a choke and an output smoothing filter, at which (S1t transistor at equal time intervals, the output voltage of the converter is compared, with the reference voltage, amplify the received error signal using it as a reference voltage, generate at least one controlled voltage, compare it with the reference voltage at the moments of their equality, the main controlled voltage is formed by 40 summing two signals, the first of which is obtained by measuring the input voltage of the output filter, and the second by converting the current of the power circuit of the transistor to 45 stitching

При этом из указанного втйрого сигнала формируют дополнительное контролируемое напр жение, которое сравнивают с опорным -напр жением. JQIn this case, an additional controlled voltage is formed from the specified third signal, which is compared with the reference voltage. Jq

При уменьшении сигнала, полученн .ого в результате указанного измере-ни  выходного напр жени , до величины , меньшей упом нутого эталонного, напр жени , формируют третий сигнал, ,5 которым воздействуют на указанное преобразование тока в напр жение, увеличива  величину дополнительного контролируемого напр жени .When the signal obtained as a result of this measurement of the output voltage decreases to a value less than the reference voltage, a third signal is generated, 5 which affects the indicated conversion of current to voltage, increasing the value of the additional controlled voltage .

Кроме того, в устройство дл  стабилизации посто нного напр жени , . 6 содержащее задающий генератор фиксированной частоты, .формирователи импульсов управлени  силовым транзистором , усилитель посто нного тока, один вход которого подключен к выхо- 65In addition, a device for stabilizing a constant voltage,. 6 containing a fixed-frequency driving oscillator, pulse-driving pulsers of the power transistor, a DC amplifier, one input of which is connected to the output 65

ду датчшка выходного напр жени .преобразовател  , а другой - к источнику эталонного напр жени , и первый компаратор , первый вход которого подключен к выходу усилител  посто нного тока, а второй через первый диод - к выходу формировател  основного контролируемого напр жени  {упом нутые 1усилитель, датчик, компаратор и ис-j точник эталонного напр жени )соединены с общей шиной схемы , введен формирователь основного контролируемого напр жени , состо щий из делител , включенного на входе C-L-C фильтра и трансформатора тока, перва  обмотка которого подключена 1в силовую цепьтранзистора преобразовател  , а втора  - зашунтирована первым резистором и подключена между выходами упом нуоъах делител  и формировател .the output voltage sensor of the converter and the other to the reference voltage source, and the first comparator, the first input of which is connected to the output of the direct current amplifier, and the second through the first diode to the output of the driver of the main controlled voltage {mentioned 1 amplifier, The sensor, comparator, and reference voltage source j) are connected to the common bus of the circuit; a driver of the main controlled voltage, consisting of a divider connected at the input of the CLC filter and the current transformer, is inserted; orogo connected 1c tseptranzistora power converter, and the second - shunted by a first resistor and connected between the outputs of said divider and shaper nuoah.

При этом данное устройство может быть снабжено.формирователем дополнительного контролируемого напр жени , выполненным в виде подключенного к третьей обмотке упом нутого трансформатора тока однополупериодного выпр мител  со вторым резистором на выходе, соединенным одним выводом с общей шиной схемы, а другим - с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к упом нутому источнику эталонного напр жени , а выход через первый диод соединен с вторым входом первого компаратора, к которому также подключен через второй диод выход формировател  основного контролируемого напр жени .- Кроме того, второй резистор формировател  дополнительного контролиремого напр жени  может быть заи1унтирован цепочкой, состо щей из транзистора и третьего резистора, включенного в цепь его эмиттера, причем база транзистора соединена с упом нутым датчиком выходного напр жени  преобразовател .At the same time, this device can be equipped with an additional controlled voltage shaper made as a half-wave rectifier current transformer connected to the third winding of the current transformer with a second output resistor connected with one output to the common bus of the circuit and the other to the first input of the second comparator whose second input is connected to the reference voltage source, and the output through the first diode is connected to the second input of the first comparator, to which is also connected via the second diode output of the primary controlled voltage generator. In addition, the second resistor of the additional controlled voltage driver can be connected by a chain consisting of a transistor and a third resistor connected to its emitter circuit, the base of the transistor being connected to the sensor of the output voltage of the converter .

На фиг. 1 и 2 представлены временные диаграр/1мы, по сн ющие предлагаемый способJ на фиг. 3 - схема предлагаемого устройства.FIG. 1 and 2 show temporal diagrams / 1 m, which explain the proposed method J in FIG. 3 is a diagram of the proposed device.

На фиг. 1 и 2 обозначены опорное напр жение 1 (,) напр жение 2 на входе выходного фильтра (), моменты включени  транзистора Т, моменты выключени  транзистора t, основное контролируемое напр жение 3, напр жение 4, пропорциональное току силовой цепи транзистора (ig X R), дополнительное контролируемое напр жение 5, режим включени  преобразовател  t , установившийс  режимFIG. 1 and 2 denote the reference voltage 1 (,) voltage 2 at the input of the output filter (), switching-on times of the transistor T, switching-off times of the transistor t, the main controlled voltage 3, voltage 4 proportional to the current of the main circuit of the transistor (ig XR) , additional controlled voltage 5, converter t switch-on mode, steady state

перегрузки . overload.

Диаграммы на фиг. 1 соответствуют способу стабилизации, при котором дополнительное контролируемое напр жение 5 не зависит от величины выходного напр жени , а на фиг. 2 - при котором дополнительное контролируемое напр жение увеличиваетс  при уменьшении выходного напр жени  мень ше эталонного. Поскольку преобразование тока транзистора в напр жение производ т как правило/ с помощью активного со противлени , то в дальнейших рассуж дени х полагаем, что дл  формировани  основного контролируемого напр жени  формируют второй сигнал- с помо щью сопротивлени  R.,, а дополнительное контролируемое напр жение - с по мощью сопротивлени  R На фиг. 1 и 2 показано, что выключение транзистора преобразовател  в режимах включени  и значительной токовой перегрузки происходит .в моменты времени, когда дополнительное контролируемое напр жение, равное падению напр жени  на сопротивлении R 2 (i ех 2 достигает величины опор ного напр жени  (Upn)- В режимах малых отклонений входного напр жени  и тока нагрузки выключение транзистора преобразовател  происходит в моменты времени, когда достигает величины опорного напр жени  ( ) основное контролируемое напр жение, равное сумме падени  напр жени  на первом резисторе и на К-й части входного на пр жени  преобразовател , выполненного с емкостным фильтром (K-Ugj,,)., При этом, когда R f(иц,), средние значени  токов транзистора и диода и действующее значение тока реак тора в режимах включени  и перегрузки меньше, чем в установившемс  режиме работы, несмотр  на низкую скорость спада тока диода, в результате этого исключаетс  перегрев преобразовател  напр жени  в режиме перегрузки и повышаетс  надежность его работы. При отсутствии контрол  падени  напр жени  на сопротивлении R входной ток преобразовател  напр жени  мог вы достигнуть чрезмерно больших значений, нарушгиощих нормальную работу преобразовател  напр жени . в предлагаемом способе стабилизации напр жени  преобразовател  выключение транзистора осуществл ют в момент времени, когда выполн етс  одно из условий E..-t + t о 1 The diagrams in FIG. 1 correspond to a stabilization method in which the additional controlled voltage 5 does not depend on the magnitude of the output voltage, and FIG. 2 — at which the additional controlled voltage increases as the output voltage decreases below the reference voltage. Since the transistor current is converted to voltage as a rule / by means of active resistance, in further reasoning we assume that in order to form the main controlled voltage, the second signal is formed with the help of resistance R., and the additional controlled voltage - by resistance R FIG. 1 and 2 it is shown that switching off the transistor of the converter in switching on modes and significant current overload occurs at times when an additional controlled voltage equal to the voltage drop on the resistance R 2 (i ex 2 reaches the reference voltage (Upn) - In modes of small deviations of the input voltage and load current, the transistor of the converter is turned off at times when the reference voltage () reaches the main controlled voltage equal to the sum of the voltage drop In the first resistor and on the K-th part of the input to the voltage converter, made with a capacitive filter (K-Ugj ,,)., At the same time, when R f (IC,), the average values of the transistor and diode currents and the effective value of the reaction current the torus in the switching and overload modes is less than in the steady state operation, despite the low rate of decay of the diode current, as a result of this, the overvoltage of the voltage converter in the overload mode is eliminated and its operation reliability increases. In the absence of control of the voltage drop across the resistance R, the input current of the voltage converter could have reached excessively high values, disturbing the normal operation of the voltage converter. In the proposed method of stabilizing the converter voltage, the transistor is turned off at the time when one of the conditions E ..- t + t about 1 is fulfilled

(1(one

и and

onon

on (2) on (2)

где Uon K,(K2 Овых- Риwhere uon k, (k2 ovyh-ri

. И-иоп пит Р«:К2 ftb.X ST.. I-iop pit P ": K2 ftb.X ST.

f . Rf. R

« вых "Out

Ugj,,- Л„  Ugj ,, - L „

сопротивление нагрузки;load resistance;

частота коммута ции транзистора. , Ку - коэффициент усилени  усилител  посто нного тока; напр жение эталонного источника напр жени ; напр жение питани  схемы управлени ; опорное напр жение; напр жение питани  преобразовател  f напр жение на нагрузке; - врем  включенного состо ни  транзистора; -индуктивность обмотки реактора ; - начальное значение тока транзистора при его очередном включении, равное нулю в режиме прерывистого тока; -сопротивлени  токовых шунтов; -коэффициенты пропорциональ-Kj ности входного тока и выходного напр жени . Разделим все слагаемые уравнени  на К . 1 -, oil 1 Р + К о -1 К L Допустим, что в (1) сумма первых х слагаемых составл ет 3% от трего слагаемого при максимальном чении напр жени  питани  и номиьном значении тока нагрузки и что /Кг const и не зависит.- от веины выходного напр жени  преобраател . Рассмотрим на сколько протов отклонитс  величина выходного р жени  преобразовател  с обратвключением диода при изменении р жени  питани  и тока нагрузки го работе в режимах .прерывистого епрерывного тока реактора. 1.Полный сброс тока нагрузки. При сбросе(Тока нагрузки до нул  вое и второе слагаемые снижаютс  нул . Следовательно Ugj, повыша   на +3%. 2.Понижение напр жени  питани  прерывистом токе реактора (J., ). В этом случае 2-LI, Если допустить, что с уменьшением напр жени  Е увеличиваетс  (или уменьшаетс ) Е-t при посто нстве f, Rj, L, то должно одновременно уве личиватьс - (или уменьшатьс ) напр жение и../.что невозможно, так как К. в e-t , C,nst . следовательно , в этом режиме выходное напр жение преобразовател  инвариантн к изменению напр жени  питани . 3. Понижение напр жени  питани  при непрерывном токе реактора (ip) 0), 3 этом случае U ц, (Е -ь U,, )ц 4 - Уравнение () с учетом (3) принимает следуквдий вид К t Е 3 i o -Kji: i 54;F K7 on( Допустим, что при снижении Е t также снижаетс , а следовательно, снижаютс  второе и третье слагаемые Первое слагаемое возрастает, но не может стать больше суммы 1-го и 2-го слагаемых при Е Е, первого (и) и второго (up слагаемых мен етс  не более, чем на 1.% при их первоначальной величине, равной 3%. При этом третье слагаемое (иgb,x) О клон етс  не более, чем на 1%. . Если допустить, что при снижении Е txj возрастает и E-t. возрастает, то должны возрастать и и U , но это невозможно, так как и + и + . const. Если при снижении Е t возрастае но Et снижаетс , то Ug,,, может снизитьс  или возрасти, а возрас тет. Допустим, что Е Ец„.,. и.г1% и и, 2%. V Тогда при Е Е...... и, может сниwit m L. л fзитьс  приблизительно до 0,5%, и., возрастет приблизительно на 0,5% а Up, - на1%. Следовательно, в режиме непрерывного тока реактора выходное напр жение преобразовател  инвариантно к изменению напр жени  питани  с заданной степенью точност Когда и QP (Ugji,), то точност стабилизации выходного напр жени  значительно возрастает по сравнению со случаем и п const. Предлагаемый способ стабилизаци напр жени   вл етс  -по существу ком бинированным способом стабилизации по двум каналам. Стабилизаци  суммы напр жений, одно из которых пропорционально входному току, а другое выходному напр жению,  вл етс  1-м каналом стабилизации, а корректиров ка опорного напр жени  - 2-м канало стабилизации. Изменение напр жени  питани  вызывает изменение скорости нарастани  входного тока и времени открытого состо ни  транзистора в течение одного периода. Изменение сопротивлени  нагрузки также в течение одного периода приводит к изменению выходного напр жени  преобразовател  и времени открытого состо ни  транзистора. Именно двухканальна  система с учетом приведенных выше доказательств обеспечивает повышение точности и быстродействи  системы регулировани . Устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа содержит задающий генератор б фиксированной частоты, формирователь 7 импульсов управлени  транзистором 8, усилитель 9 посто нного тока, один вход которого подключен к выходу датчика 10 выходного напр жени  преобразовател , а.другойк источнику 11 эталонного напр жени , . и первый компаратор 12, первый вход которого подключен к выходу усилител  9 посто нного тока, а второй через второй разделительный диод 13 к выходу формировател  основного контролируемого напр жени , который состоит из делител  14 входного напр жени  выходного С-L-C фильтра 15 и трансформатора 16 тока. Перва  обмотка трансформатора 16 тока включена в силовую цепь транзистора 8, а втора  - -зашунтирована первым рёзис- . тором 17. Второй вход первого компаратора 12 соединен через первый разделительный диод 18 с выходом формировател  дополнительного контролируег ого напр жени , который состоит из второго резистора 19,подключенного через выпр митель 20 к третьей обмотке токового трансформатора 16, и второго компаратора 21. Второй резистор 19 зашунтирован цепочкой 22 ;, эмиттерный повторитель) состо щей из третьего резистора 23 и управл к цего транзистора 24, база которого соединена с выходом датчика 10 выходного напр жени . Силовой контур преобразовател  состоит из транзистора 8, дроссел  25, силового диода 26 и выходного C-L-C фильтра 15. Все сигналы управлени  подаютс  относительно общей шины 27, к которой подключен один из илводов нагрузки 28. Транзистор 8 включаетс  импульсами задающего генератора 6 через формирователь 7, ток через первую обмотку трансформатора 16 возрастает, что вызывает увеличение напр жени  на резисторе 17 (фиг..1). В момент равенства напр жений на первом и втором входах компаратора 12 последний перебрасываетс  и через формирователь 7 выключает транзистор 8. Одновременно с ростом напр жени  на резисторе 17 растет напр жение на резисторе 19, сравниваетс  на входе второго компаратора 21 с эталонным напр жением стабилитрона 11. Превьшение дополнительного контро лируемого напр жени  над опорным, что происходит при пусковом и перегрузочном режимах преобразовател , приводит к перебросу второго компаратора 21, затем первого компаратора 12 и, как следствие, к выключению транзистора 8. Таким образом обеспечиваетс  мгновенна  защита транзистора 8 от перегрузок. Дп  уменьшени  :величины коллекторного тока транзистора 8 при пуске пр еобразовател  и св занных с ней выплесков выходного напр жени  преобразовател  параллельно резистору 19 вклю чен эмиттерный повторитель 22, вход которого соединен с датчиком 10 выходного напр жени . При пуске напр жение на нагрузке 28 и, соответс венно, на выходе датчика 10 равно нулю, транзистор 24 закрыт, и напр  жение на резисторе 19 (фиг. 2) дост гает величины и при меньшем значе нии тока через транзистрр 8, чем в установившемс  резкиме. После выхода преобразовател  на установившийс  режим управл ющий транзистор 24 отпираетс  и на резис торе 19 напр жение достигает величи и при заданном значении тока чере транзистор 8. Таким образом, удаетс  обеспечить требуемый режим элементо силового контура преобразовател  при пусках, установившемс  режиме и перегрузках . . Технико-экономические преимущест предлагаемого способа стабилизации выходного напр жени  преобразовател и устройства дл  его осуществлени  состо т в улучшении качества стабилизации выходного напр жени  при ра ширэнном диапазоне изменени  сопро-г тивлени  нагрузки (работе реактора как в режиме непрерывного, так и прерывистого тока), в повышении надежности преобразовател . Улучшение качества стабилизации выходного напр жени  заключаетс  в повышении точности стабилизации, быстродействи  системы регулировани , устойчивости системы регулировани . Изменение напр жени  питани  вызывает изменение скорости нарастани  входного тока и времени открытого состо ни  транзистора в течение одного периода. Изменение сопротивлени  нагрузки также в течение одного периода приводит к изменению выходного напр жени  преобразовател  и времени открытого состо ни  транзистора. Этим обеспечиваетс  высокое быстродействие системы регулировани . Высока  ус- тойчивость достигаетс  за счет исключени  из контура регулировани  индуктивности и емкости С-L-C фильтра путем суммировани  с напр жением, пропорциональным входному току напр жени  на входе, а не на выходе фильтра. Высока  точность стабилизации напр жени  создаетс  за счет двух контуров регулировани . Высока  надежность преобразовател  обеспечиваетс  за счет ограничени  его входного тока в режимах перегрузки и включени . При отсутствии жестких требований к пульсаци м выходного напр жени  C-L-C сглаживающий фильтр может быть заменен С фильтром. В этом случае делитель входного.напр жени  C-L-C фильтра и датчик высокого напр жени  включаютс  параллельно. При необходимости гальванической разв зки входного и выходного напр жений дроссель (трансформатор) может быть выполнен двухобмоточным.switching frequency of the transistor. Ku is the gain of the dc amplifier; voltage reference voltage source; control circuit power supply voltage; reference voltage; power supply voltage converter f voltage across the load; - transistor on time; -inductive winding of the reactor; - the initial value of the current of the transistor when it is next turned on, equal to zero in the discontinuous current mode; -resistance of current shunts; - proportional coefficients of input current and output voltage. We divide all terms of the equations by K. 1 -, oil 1 Р + К о -1 К L Suppose that in (1) the sum of the first x terms is 3% of the three terms at the maximum supply voltage and the rated value of the load current and that / Kg const and does not depend .- from the output voltage transformer. Let us consider how many prototypes the output pitch of the converter deviates with the diode turning on when the power supply pitch and load current are changed during operation in the continuous reactor continuous current modes. 1. Fully reset the load current. When reset (Current load to zero and second terms decreases zero. Therefore Ugj, increasing by + 3%. 2. Lowering the supply voltage to the reactor intermittent current (J.,). In this case 2-LI, assuming that decreasing the voltage E increases (or decreases) E-t by the constant f, Rj, L, then the voltage must increase simultaneously (or decrease), and ../, which is impossible, since K. in et, C, nst. Therefore, in this mode, the output voltage of the converter is invariant to a change in the supply voltage. 3. A decrease in the supply voltage when not The intermittent current of the reactor (ip) 0), 3 in this case, U c, (E - U ,,) c 4 - Equation () with (3) takes the following form K t Е 3 io -Kji: i 54; F K7 on (Assume that as E decreases, the t and t also decrease, and consequently, the second and third terms decrease. The first term increases, but cannot be greater than the sum of the 1st and 2nd terms at E E, the first (s) and the second (up the terms vary by no more than 1.% at their original value of 3%. At the same time, the third term (and gb, x) O clones by no more than 1%. . If we assume that as E decreases, txj increases and E-t. increases, then u should also increase, but this is impossible, since both + and +. const. If decreasing E t increases with Et, then Ug ,,, may decrease or increase and increase. Suppose that E Ets „.,. yg1% and and, 2%. V Then at Е Е ...... and, it can reduce m L. l f ith to approximately 0.5%, and., Increase by approximately 0.5% and Up, - by 1%. Consequently, in the continuous current mode of the reactor, the output voltage of the converter is invariant to a change in the supply voltage with a given degree of accuracy. When QP (Ugji,), then the accuracy of stabilization of the output voltage increases significantly compared to the case and n const. The proposed voltage stabilization method is essentially a combined stabilization method in two channels. Stabilizing the sum of voltages, one of which is proportional to the input current and the other to the output voltage, is the 1st channel of stabilization, and the correction of the reference voltage is the 2nd channel of stabilization. A change in the supply voltage causes a change in the rate of rise of the input current and the open time of the transistor during one period. A change in the load resistance also during one period leads to a change in the output voltage of the converter and the open time of the transistor. It is the two-channel system that, taking into account the above evidence, ensures an increase in the accuracy and speed of the control system. A device for carrying out the proposed method comprises a fixed-frequency driving oscillator, a driver 7 for controlling pulses of a transistor 8, a DC amplifier 9, one input of which is connected to the output of the sensor 10 of the output voltage of the converter, and another source 11 of the reference voltage,. and the first comparator 12, the first input of which is connected to the output of the DC amplifier 9, and the second through the second separation diode 13 to the output of the main controlled voltage generator, which consists of a divider 14 of the input voltage of the output C-LC filter 15 and the current transformer 16 . The first winding of the current transformer 16 is included in the power circuit of the transistor 8, and the second one is -shunned by the first re- sis-. The second input of the first comparator 12 is connected through the first separating diode 18 to the output of the driver of an additional controlled voltage, which consists of a second resistor 19 connected via rectifier 20 to the third winding of the current transformer 16, and the second comparator 21. The second resistor 19 shunted by a chain 22;, an emitter follower) consisting of a third resistor 23 and controlling a whole transistor 24, the base of which is connected to the output of an output voltage sensor 10. The power circuit of the converter consists of a transistor 8, droplets 25, a power diode 26 and an output CLC filter 15. All control signals are supplied to the common bus 27 to which one of the load terminals 28 is connected. The transistor 8 is turned on by pulses of the oscillator 6 through the driver 7, current through the first winding of the transformer 16 increases, which causes an increase in the voltage across the resistor 17 (Fig. 1). At the time when the voltages are equal at the first and second inputs of the comparator 12, the latter is transferred and switches the transistor 8 through the driver 7. Simultaneously with increasing voltage on the resistor 17, the voltage on the resistor 19 rises, compared at the input of the second comparator 21 with the reference voltage of the Zener diode 11. The excess of the additional controlled voltage over the reference voltage, which occurs during the starting and overload modes of the converter, causes the second comparator 21 to be transferred, then the first comparator 12 and, as a result, turning off the transistor 8. Thus, instantaneous protection of the transistor 8 against overloads is provided. Dp decrease: the collector current of the transistor 8 when starting the converter and the output voltage spikes of the converter connected with it parallel to the resistor 19 is turned on emitter follower 22, the input of which is connected to the sensor 10 of the output voltage. When starting, the voltage on the load 28 and, accordingly, at the output of the sensor 10 is zero, the transistor 24 is closed, and the voltage on the resistor 19 (Fig. 2) reaches the values at a lower value of the current through the transistor 8 than in the steady state cutting After the converter reaches the steady-state mode, the control transistor 24 is turned off and the voltage 19 reaches the voltage 19 and the transistor 8 is set at the current set point over the current. Thus, it is possible to provide the required element of the power circuit of the converter during the starts and overloads. . Technical and economic advantages of the proposed method of stabilizing the output voltage of the converter and the device for its implementation are to improve the quality of stabilization of the output voltage at a wide range of load resistance (the reactor operates in both continuous and intermittent current mode), increase the reliability of the converter. Improving the quality of output voltage stabilization is to improve the accuracy of stabilization, the speed of the control system, the stability of the control system. A change in the supply voltage causes a change in the rate of rise of the input current and the open time of the transistor during one period. A change in the load resistance also during one period leads to a change in the output voltage of the converter and the open time of the transistor. This ensures high speed control system. High stability is achieved by eliminating inductance control and filter capacitance C-L-C from the control loop by summing up with a voltage proportional to the input voltage of the input, and not at the output of the filter. High voltage stabilization accuracy is created by two control loops. The high reliability of the converter is ensured by limiting its input current in overload and on mode. In the absence of stringent requirements for output voltage pulsations C-L-C, the smoothing filter can be replaced with a C filter. In this case, the divider of the input. Voltage of the C-L-C filter and the high voltage sensor are connected in parallel. If necessary, galvanic isolation of the input and output voltages, the choke (transformer) can be made double-winding.

77

..

tyetn.tyetn.

inepezp.inepezp.

(6xXt;(6xXt;

VIVI

rlrl

XI r1Xi r1

I iI i

вкдvkd

ISn i-Sal)ISn i-Sal)

A ЛA l

tfo «г (z (tfo "g (z (

T)i TK ГхT) i TK Gh

tnepezptnepezp

I уст.I mouth

Л.L.

7)ft к+л . Afm.7) ft to + l. Afm.

Claims (6)

1. Способ стабилизации напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения с обратным включением диода, дросселем и выходным фильтром, при котором включают транзистор через равные интервалы времени, измеряют выходное напряхсение преобразователя, сравнивают его с эталонным напряжением, усиливают полученный сигнал рассогласования, используя его в качестве опорного напряжения, формируют по меньшей мере одно контролируемое напряжение, сравнивают его с опорным напряжением и выключают транзистор в моменты их равенства, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества стабилизации выходного на-. пряжения преобразователя при расширенном диапазоне изменения сопротивления нагрузки, указанное основное контролируемое напряжение формируют путем суммирования двух сигналов, первый из которых получают путем измерения входного напряжения выходного фильтра, а второй. - путем преобразования тока силовой цепи транзистора в напряжение.1. A method of stabilizing the voltage of a transistor DC-DC converter with a reverse diode, a choke and an output filter, in which the transistor is turned on at regular intervals, measure the output voltage of the converter, compare it with a reference voltage, amplify the received error signal using it as a reference voltage , form at least one controlled voltage, compare it with the reference voltage and turn off the transistor at the moments of their equality, I ayuschiys that, in order to improve the quality of the output HA stabilization. converter voltage with an extended range of load resistance, the specified main controlled voltage is formed by summing two signals, the first of which is obtained by measuring the input voltage of the output filter, and the second. - by converting the current of the power circuit of the transistor to voltage. 2. Способ поп. 1, отличают и й с я тем, что из указанного второго сигнала формируют дополнительно контролируемое напряжение, которое сравнивают с опорным напряжением.2. The method of pop. 1, they are distinguished by the fact that an additionally controlled voltage is formed from the indicated second signal, which is compared with the reference voltage. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при»уменьшении сигнала, полученного в результате указанного измерения выходного напряжения до величины, меньшей упомянутого эталонного напряжения, фрр-. мируют третий сигнал,которым воздействуют на указанное преобразование тока в напряжение, увеличивая величину дополнительного контролируемого напряжения.3. The method according to p. 2, characterized in that when "reducing the signal obtained as a result of said measurement of the output voltage to a value less than said reference voltage, frr-. they generate a third signal, which affects the specified conversion of current into voltage, increasing the value of the additional controlled voltage. 4. Устройство для стабилизации постоянного напряжения, содержащее задающий генератор фиксированной частоты, формирователь импульсов управления силовым транзистором, усилитель постоянного тока, один вход которого подключен к выходу датчика выходного напряжения преобразователя, а другой - к источнику эталонного напряжения, и первый компаратор, первый вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а второй через первый диод - к выходу формирователя основного контролируемого напряжения, причем упомянутые усилитель, датчик, компаратор и источник эталонного напряжения соединены с общей шиной схемы, ό т л и ч а - ’ ю щ е е.с я тем, что, с целью улуч4. A device for stabilizing a constant voltage, comprising a fixed-frequency master oscillator, a power transistor control pulse generator, a direct current amplifier, one input of which is connected to the output of the converter output voltage sensor, and the other to a reference voltage source, and a first comparator, the first input of which connected to the output of the DC amplifier, and the second through the first diode to the output of the main controlled voltage driver, the mentioned amplifier, sensor, omparator and a reference voltage source connected to the common bus scheme, ό n t h and a - 'w o f ES I that, with a view to seizing SU „„1068715 шения качества стабилизации выходного напряжения преобразователя при расширенном диапазоне изменения сопротивления нагрузки, формирователь основного контролируемого напряжения состоит из делителя, включенного на входе C-.L-C фильтра и трансформатора тока, первая обмотка которого включена в силовую цепь транзистора преобразователя, а вторая - зашунтирована первым резистором и подключена между выходами упомянутых делителя и формирователя.SU „„ 1068715 to improve the quality of stabilization of the output voltage of the converter with an extended range of load resistance, the driver of the main controlled voltage consists of a divider connected to the input of the C-.LC filter and current transformer, the first winding of which is included in the power circuit of the transistor of the converter, and the second shunted by the first resistor and connected between the outputs of the aforementioned divider and former. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что оно снабжено формирователем дополнительного контролируемого напряжения, выполненным в виде подключенного к третьей обмотке упомянутого трансформатора тока однополупериодного выпрямителя со вторым резистором на выходе, сое диненным одним выводом с общей шиной· схемы, а другим ·- с первым входом второго компаратора, второй вход' которого подключен к упомянутому источнику эталонного напряжения, а выход через первый диод соединен с вторым входом первого компаратора, к которому также подключен через второй диод выход формирователя основного контролируемого напряжения.5. The device according to p. 4, characterized in that it is equipped with a shaper of additional controlled voltage, made in the form of a half-wave rectifier connected to the third winding of the current transformer with a second output resistor connected to one terminal with a common bus · circuit, and the other · - with the first input of the second comparator, the second input of which is connected to the reference voltage source, and the output through the first diode is connected to the second input of the first comparator, to which is also connected of the second diode output controlled voltage generator core. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что второй резистор формирователя дополнительного контролируёмого напряжения зашунтирован цепочкой, состоящей из транзистора и третьего резистора, включенного в цепь его эмиттера, причем база транзистора соединена с упомянутым датчиком выходного напряжения преобразователя.6. The device according to claim 5, characterized in that the second resistor of the additional controlled voltage driver is shunted by a chain consisting of a transistor and a third resistor included in its emitter circuit, the transistor base being connected to said converter output voltage sensor.
SU813349704A 1981-11-03 1981-11-03 Method and device for stabilizing transistor dc voltage converter voltage SU1068715A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813349704A SU1068715A1 (en) 1981-11-03 1981-11-03 Method and device for stabilizing transistor dc voltage converter voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813349704A SU1068715A1 (en) 1981-11-03 1981-11-03 Method and device for stabilizing transistor dc voltage converter voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1068715A1 true SU1068715A1 (en) 1984-01-23

Family

ID=20981020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813349704A SU1068715A1 (en) 1981-11-03 1981-11-03 Method and device for stabilizing transistor dc voltage converter voltage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1068715A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР №.541160, кл. G 05 F 1/56, 1976. 2.Цишевский В. А,, Лаптев Н. Н., Войтович И. А. Универсальна схема управлени импульсными стабилизаторами посто нного напр жени с комбинированным регулированием. - Сб. Современные задачи преобразовательной, техйики . Вып. 3, Киев, 1975, с. 439-449, рис. 1в. 3.Авторское свидетельство СССР № 767734, кл. G 05 F 1/56, 1980. 4.Поликарпов А. Г., Сергиенко Е. Р. Схекы управлени импульсных стабилизаторов посто нного найр же НИН в ШИМ регулированием. - Сб. Полупроводникова электроника в технике св зи, йлп. 18, 1977, с. 156. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3989995A (en) Frequency stabilized single-ended regulated converter circuit
US4754385A (en) Two transistor flyback switching converter with current sensing for discontinuous operation
US4586119A (en) Off-line switching mode power supply
US4357572A (en) Current flare out limit control for PWM converter
US4862339A (en) DC power supply with improved output stabilizing feedback
US4628429A (en) DC-DC converter with galvanically isolated feedback voltage regulation
US3515974A (en) Dc to dc power supply with isolated control circuit
JPH0615298Y2 (en) Continuously variable power supply circuit without switching
US4013936A (en) Regulated high voltage d.c. supply utilizing a plurality of d.c. to d.c. converter modules
JPS57193819A (en) Switching regulator
US4148097A (en) DC to DC converter utilizing current control for voltage regulation
SU1068715A1 (en) Method and device for stabilizing transistor dc voltage converter voltage
CA1227534A (en) Dc-dc converter
US3996508A (en) Three phase primary power regulator
US4744020A (en) Switching mode power supply
SU928326A1 (en) Stabilizing dc voltage converter
SU1707609A1 (en) Pulsed dc voltage stabilizer
SU1561173A1 (en) Stabilized transistor converter dc-to-dc
SU1390735A1 (en) Stabilized voltage converter
US4344125A (en) System for precise regulation of the output voltage or current of a push-pull inverter having large variations of input voltage
SU805279A1 (en) Stabilized dc voltage source
JPS635991B2 (en)
RU1798003C (en) Power source for electric filter
SU951594A1 (en) Mains voltage converter
SU966681A1 (en) Dc voltage supply source