SU1081761A1

SU1081761A1 - Pulse power source

Info

Publication number: SU1081761A1
Application number: SU823509347A
Authority: SU
Inventors: Виталий Михайлович Лейко; Андрей Яковлевич Гольдинер
Original assignee: Предприятие П/Я В-2203
Priority date: 1982-11-10
Filing date: 1982-11-10
Publication date: 1984-03-23

Abstract

ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ содержащий ключевой стабилизатор напр жени , состо щий из ключевого элемента, подключенного к входному выводу источника питани , а выходомк LDC-фильтру, модул тор, подключенный к входному выводу источника питани , а выходом - к входу ключевого элемента, причем первый вход, модул тора соединен с выходом узла управлени , подключенного к выходным выводам ключевого стабилизатора напр жени , узел защиты, подключенный входньми силовыми выводами к,выходньм выходам ключевого стабилизатора, а выходными силовыми выводами - к двухтактному транзисторному преобразователью напр жени , состо щему из автогенератора Ройера, одним из выходов соединенного с вторым входом мрцул тора, причем выходы автогенератора Ройера соединены с управл ющими входами двухтактного транзисторного усилител мощности, в эмиттерные цепи транзисторов усилител мошности включен выходной силовой трансформатор, причем узел защиты состоит из датчика тока преобразова тел напр жени , включенного между первьв 4и входным и выходным силовыми выводами узла защиты, узла сравнени , транзистор которого базой соединен со средней тучкой резистивного делител напр жени , соединенного с выходньин силовьм выводом узла защиты, эмиттером через первый резистор - с первым выходным силовым выводом узла защиты, а коллектором - с первым выводом второго резистора, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности в работе, в него дополнительно введены два транзистора, три резистора и два диода, причем база второго введенного транзистора соединена с вторым выводом второго резистора узла защиты, эмиттер - с вторым выходным силовым выводом, а коллектор через первый введенный резистор - с базой первого введенного транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены с первым входом модул тора и первым входным силовым выводсм узла защиты, пр чем к эмиттеру и база второго введенного транзистора подключен второй введен ный резистор, к эмиттеру транзистора узла защиты подключен третий введенный резистор, второй вывод которого соединен с катодами введенных диодов, аноды которых соединены с базами транзисторов двухтактного .усилител мощности.A PULSE POWER SUPPLY containing a key voltage regulator consisting of a key element connected to the input terminal of the power source, and an output to the LDC filter, a modulator connected to the input terminal of the power source, and an output to the input of the key element, the first input the modulator is connected to the output of the control unit connected to the output pins of the key voltage regulator, the protection node connected by the input power pins to the output pins of the key stabilizer, and the output power leads to a push-pull transistor voltage converter, consisting of a Roeur oscillator, one of the outputs connected to a second input of the motor, and the outputs of the Roeur auto-oscillator connected to the control inputs of a push-pull transistor power amplifier, the emitter circuits of the power amplifier transistors included in the output power transformer moreover, the protection node consists of a current transducer of voltage bodies connected between the first 4 and input and output power terminals of the protection node, the node with The equator whose transistor is connected to the base by an average cloud of a resistive voltage divider connected to the output power supply of the protection node, an emitter through the first resistor to the first output power output of the protection node, and the collector to the first output of the second resistor, characterized in that In order to increase reliability in operation, two transistors, three resistors and two diodes are additionally introduced into it, the base of the second inserted transistor is connected to the second output of the second resistor of the protection node, the emitter - from the second the output power output, and the collector through the first input resistor - with the base of the first inserted transistor, the collector and emitter of which is connected to the first input of the modulator and the first input power output of the protection node, the second entered resistor is connected to the emitter and the base of the second entered transistor The third input resistor is connected to the emitter of the transistor of the protection node, the second output of which is connected to the cathodes of the inserted diodes, the anodes of which are connected to the bases of the transistors of the push pull power amplifier.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может использовано дл питани радиоэлектронной аппара-уры .The invention relates to electrical engineering and can be used to power an electronic device.

Известен импульсный источник пита НИН, содержащий последовательно соединенные ключевой транзистор, LDCфильтр преобразователь посто нного напр жени с триггерсвд со счетным входом и выходным трансформаторомCli Недостатками известного устройства вл ютс его сложность, низка надежность,св занна с большим количеством элементов, а также больша посто нна времени защиты от перегрузок из-за наличи интегрирующих элементов в фильтре.The NIN pulse source is known, containing a series-connected key transistor, an LDC filter, a constant voltage converter with a trigger, with a counting input and an output Cli terminal. The disadvantages of the known device are its complexity, low reliability, associated with a large number of elements, as well as a long time constant. overload protection due to the presence of integrating elements in the filter.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс импульсный источник питани , содержащий ключевой стабилизатор напр жени , состо щий из ключевого элемента LDe-фильтра, модул тора, подключенного , к входному выводу устройства, а выходом - к ключевому элементу, один вход модул тора соединен с выходом узла управлени , подключенного к выходу ключевого стабилизатора, узел защиты, двухтактный транзисторный преобразователь напр жени , выполненный по схеме автогенератора Ройера, причем в узел защиты входит датчик тока преобразовател напр жени , узел сравнени , резистивный делитель напр жени 12 J.The closest to the invention to the technical essence is a pulsed power source containing a key voltage regulator consisting of a key element of an LDe filter, a modulator connected to the input terminal of the device, and an output to the key element; one input of the modulator is connected with the output of a control unit connected to the output of a key stabilizer, a protection node, a push-pull transistor voltage converter, made according to the circuit of Royer’s auto-oscillator, and the current sensor of the converter is included in the protection node ovatel voltage comparing unit, resistive voltage divider 12 J.

Недостаткс1ми известного устройств вл ютс необходимость повторного запуска устройства после срабатывани защиты, низка надежность работы из-за возможности ложных срабатываний защиты и возможности работы транзисторов преобразовател напр жени в линейном режиме.The disadvantages of the known devices are the need to restart the device after the protection trips, low reliability of operation due to the possibility of false tripping of the protection and the possibility of the operation of the transistors of the voltage converter in the linear mode.

Целью изобретени вл етс повышение надежности в работе импульсного источника питани за счет придани ему свойства автоматического включени после устранени короткого Эс1Мыкани или перегрузки и за счет защиты от выхода из стро силовых транзисторов усилител мощности в случае выхода их из режима насыщени при перегрузках.The aim of the invention is to improve the reliability of a pulsed power source by imparting an automatic switch on property after eliminating a short ES1 or overload and by protecting the power transistors of the power amplifier from failing to go out of saturation under overload conditions.

Поставленна цель достигаетс тем, что в импульсный источник пита ,ни , содержащий ключевой стабилизатор напр жени , состо щий из ключевого элемента, подключенного к входному выводу источника питани , а выходом - к LDC-фильтру, модул тор, подключенный к входному в.ыводу источника питани , а выходом - к входу кл очевого элемента, причем первый вход модул тора соединен с выходом удла управлени , родключенного к выходным выводам, Ключевого стабилизатора напр жени , узел/защиты, подключенный входными силовыми выводамиThe goal is achieved by the fact that in a pulsed power source, neither containing a key voltage regulator consisting of a key element connected to the input terminal of the power source, and an output to the LDC filter, a modulator connected to the input terminal of the source power supply and output to the input of the commoner element, the first input of the modulator connected to the output of the control unit, connected to the output terminals, of the Key voltage regulator, node / protection, connected by the input power terminals

к выходным выводам ключевого стабилизатора , а выходными силовыми вцводами - к двухтактному транзисторному преобразователю напр жени , состо щему из автогенератора Ройера, одним из выходов соединенного с вторым входом модул тора, причем выходы автогенератора Ройера соединены с управл к дими входами двухтактного транзисторного усилител мощности, в эмиттерные цепи транзисторов усили тел мощности включен выходной силовой трансформатор, причем узел защиты состоит из датчика тока преобразовател напр жени , включенного между первыми входньви и выходным силовыми выводами узла защиты, узла сравнени , транзистор которого базой соединен со средней точкой резистивного делител напр жени , соединенного с выходным силовым выводом узла защиты эмиттером через первый резистор - с первым выходным силовым выводом узла защиты, а коллектором - с первым выводом второго резистора, дополнитель но введены два транзистора, три резистора и два диода, причем база второго введенного транзистора соединена с вторым выводом второго резистора узла защиты, эмиттер - с вторым выходным силовым выводом узла защиты а коллектор через первый введенный резистор - с базой первого введенного транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены соответственно с первым входом модул тора и первым входным силовым выводом узла защиты, причем к эмиттеру и базе второго введенного транзистора подключен вто рой введенный резистор, к эмиттеру транзитора узла защиты подключен третий введенный резистор, второй вывод которого соединен с катодами введенных диодов, аноды которых соединены с базами транзисторов двухтактного усилител мощности.to the output pins of the key stabilizer, and the output power inputs to the push-pull transistor voltage converter, consisting of Roeer's auto-generator, one of the outputs connected to the second modulator input, and Royer's auto-generator outputs connected to the two-stroke transistor power amplifier inputs, The emitter circuits of the amplifiers of power amplifiers turn on the output power transformer, and the protection node consists of a current sensor of the voltage converter connected between the first With the input and output power pins of the protection node, the comparison node, the transistor of which is connected to the base by the midpoint of a resistive voltage divider connected to the output power output of the protection node by the emitter through the first resistor to the first output power output of the protection node and the collector to the first output the second resistor, additionally introduced two transistors, three resistors and two diodes, with the base of the second inserted transistor connected to the second output of the second resistor of the protection node, the emitter to the second output s The output terminal of the protection node and the collector through the first input resistor is with the base of the first entered transistor, the collector and emitter of which are connected respectively to the first input of the modulator and the first input power output of the protection node, and the second entered resistor is connected to the emitter and base of the second entered transistor the third inserted resistor is connected to the emitter of the transistor of the protection node; the second output is connected to the cathodes of the inserted diodes, the anodes of which are connected to the bases of the transistors of the push-pull power amplifier awes

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема предлагаемого импульсного источника питани .The drawing shows a circuit diagram of the proposed pulsed power source.

Он содержит ключевой стабилизатор 1 напр жени , состо щий из ключевого элемента 2, узла управлени 3, силового- LDC-фильтра 4, модул тора 5, один из входов которого соединен с коллектором транзистора 6 узла управлени 3, и включенный с ним последовательно через узел защиты 7 двухтактный транзисторный преобразовател 8 напр жени , выполненный на базе задающего генератора 9, типа автогенератора Ройера, один из выходов которого соединен со вторым входом модул тора 5, и двухтактного транзисторного усилител 10 мощности в эмиттерные цепи транзисторов 11 которого включен силовой трансформатор 12. Узел защиты 7 состоит из датчика 13 тока преобразовател 8 напр жени , включенного между первьлми входной и выходной силовыми клеммами узла защиты 7, схемы 14 сравнени на транзисторе, базой подключенного к средней точке резистивного делител 15 напр жени , крайними выходами соединенного с выходными силовыми клеммами узла защиты 7, эмиттером через первый резистор 16 - с первой входной силовой клеммой узла защиты 7, коллектором - с одним выводом второго резистора 17. Кроме того, узел защиты 7 содержит дополнительно введенные два транзистора 18 и 19 (три резистора 20 - 22 и два диода 23 и 24. Причем база второго транзистора 18 соединена с первым выводо второго дополнительного резистора 20 и вторым выводом второго резистора 1 узла защиты 7, эмиттер - с вторым выводом второго дополнительного резистора 20 и с второй силовой клем мой узла защиты 7, а коллектор через первый дополнительный резистор 21 с базой третьего транзистора 19 узла защиты 7, эмиттер которого соединен с первой входной силовой клеммой уз-ла защиты 7, а коллектор - с коллектором транзистора 6 узла управлени 3 ключевого стабилизатора 1, катоды диодов 23 и 24 соединены вместе и через третий дополнительный резистор 22 подключены к эмиттеру первого транзистора 14 узла защиты 7, а анод каждого из диодов 23 и 24 соединен с базой одного из транзисторов 11 усилител 10 мощности. Устройство работает следукхцим образом. При отсутствии коротких замыканий или перегрузок узел защиты 7 на рабо ту устройства не вли ет, и источник питани работает как типовой блок питани , содержащий релейный ключево стабилизатор 1 напр жени , сийхронизированный с преобразователем 8 напр жени через модул тор 5, рующий напр жение пилообразной из напр жени пр моугольной формы, поступающего с одной из выходных обмоток трансформатора задающего генератора 9, который также задает рабочую частоту источника питани и формирует входные напр жени усилител 10 мощности. Силовые транзисторы II последнего поочередно насыщаютс , при этом потенциалы их баз и коллекторов станов тс практически равнш и С выходных обмоток силового трансфор матора 12 снимают напр жени , поступающие к потребител м. Узел защиты 7 настроен таким обра зом, что сумма падений Напр жений на датчика 13 тока и нижнем плече делител 15 напр жени меньше, чем падение напр жени на резисторе 16 за счет тока, протекающего по цепи: аза открытого транзистора 11 усилител 10 мощности, соответствующий циод . 23 или 24, резистор 22, резистор 16. Тогда транзисторы 12, 18 и 19 закрыты, и узел защиты 7 не вли ет на работу стабилизатора 1 напр жени . Сопротивление резистора 17 при этом выбираетс в 5-10 раз больше чем сопротивление резистора 22 с тем чтобы при открывании транзистора 14 его ток мало вли л на изменение потенциала эмиттера. При возникновении перегрузки увеличиваетс падение напр жени на дат чине 13 тока и транзистор 14 начнет открыватьс . В случае, если перегруз ка значительна и величины базовых токов транзисторов 11 недостаточны дл обеспечени их насыщени , резко уменьшаетс ток через резисторы 16 и 22, что форсирует отпирание транзистора 14. Более того, если ток нагрузки не увеличиваетс , а выход транзисторов 11 из насыщени произошел под вли нием других факторов, например изменени температуры, все равно транзистор 14 откроетс .При этом откроютс и транзисторы 18 и 19 в результате чего коллектор транзистора 6 узла управлени 3 окажелс зашунтированным насыщенным транзистором 19 и узел управлени 3 ключевого стабилизатора 1 напр жени окажет с отключенным и на последующую работу устройства вли ть не будет. Ключевой стабилизатор 1 напр жени , вследствие снижени напр жени на первом входе модул тора 5 переходит в режим работы а большой скважностью, в результате чего напр жение на его выходе снижаетс в несколько раз по сравнению с номинальным, ток через датчик 13 тока.также уменьшаетс , однако транзистор 14 по-прежнему остаетс открытым , так как снижение напр жени на выходе стабилизатора 1 напр жени приводит к уменьшению падени напр жени на резисторах 16 и 22. .Такое выполнение узла защиты обеспечивает формирование вольт-амперной нагрузочной характеристики с отрицательным участком в области значений сопротивлений нагрузки от О до номинальной; После устранени перегрузки источник автоматически возврг щаетс в исходный режим работы. Ток в режиме короткого за1 шкани в нагрузке за счет уменьшени напр жени на выходе стабилизатора в устройстве примерно на пор док меньше номинального, а за .счет отсутстви реактивностей в узле защиты он практически безынерционен .It contains a key voltage regulator 1 consisting of a key element 2, a control node 3, a power LDC filter 4, a modulator 5, one of the inputs of which is connected to the collector of the transistor 6 of the control node 3, and connected with it in series through the node protection 7 push-pull transistor voltage converter 8, made on the basis of a master oscillator 9, such as Roeer's oscillator, one of the outputs of which is connected to the second input of the modulator 5, and the push-pull transistor power amplifier 10 to the emitter circuit transistor 11 whose power transformer 12 is turned on. The protection node 7 consists of a voltage sensor 13 of a voltage converter 8 connected between the first and the output power terminals of the protection node 7, a comparison circuit 14 on a transistor, a base connected to the midpoint of a resistive voltage divider 15, the extreme outputs of protection node 7 connected to the output power terminals, emitter through the first resistor 16 - to the first input power terminal of protection node 7, the collector - with one output of the second resistor 17. In addition, protection node 7 contains additionally introduced two transistors 18 and 19 (three resistors 20-22 and two diodes 23 and 24. Moreover, the base of the second transistor 18 is connected to the first output of the second additional resistor 20 and the second output of the second resistor 1 of the protection node 7, the emitter to the second output of the second additional the resistor 20 and the second power terminal of the protection node 7, and the collector through the first additional resistor 21 with the base of the third transistor 19 of the protection node 7, the emitter of which is connected to the first input power terminal of the protection node 7, and the collector - with the collector transistor 6 of the control unit 3 of the key stabilizer 1, the cathodes of the diodes 23 and 24 are connected together and through the third additional resistor 22 are connected to the emitter of the first transistor 14 of the protection node 7, and the anode of each of the diodes 23 and 24 is connected to the base of one of the transistors 11 of the power amplifier 10 . The device works in the following way. In the absence of short circuits or overloads, the protection node 7 does not affect the operation of the device, and the power source operates as a typical power supply unit containing a relay key voltage stabilizer 1 synchronized with the voltage converter 8 through the modulator 5, which draws a voltage from a sawtooth rectangular voltage from one of the output windings of the transformer of the master oscillator 9, which also sets the operating frequency of the power source and forms the input voltage of the power amplifier 10. The power transistors II of the latter alternately saturate, while the potentials of their bases and collectors become almost equal and the output windings of the power transformer 12 relieve the voltages applied to the consumer. The protection node 7 is configured so that the sum of the voltage drops on the sensor 13, the current and the lower side of the voltage divider 15 are less than the voltage drop across the resistor 16 due to the current flowing through the circuit: the aza of the open transistor 11 of the power amplifier 10, corresponding to the cyode. 23 or 24, resistor 22, resistor 16. Then transistors 12, 18, and 19 are closed, and protection node 7 does not affect the operation of voltage regulator 1. The resistance of the resistor 17 in this case is chosen 5-10 times greater than the resistance of the resistor 22 so that when opening the transistor 14 its current has little effect on the change in the potential of the emitter. If an overload occurs, the voltage drop increases at the current date 13 and the transistor 14 starts to open. In the event that the overload is significant and the magnitudes of the base currents of the transistors 11 are insufficient to ensure their saturation, the current through the resistors 16 and 22 sharply decreases, which forces the unlocking of the transistor 14. Moreover, if the load current does not increase and the output of the transistors 11 from the saturation occurs under the influence of other factors, such as temperature changes, the transistor 14 will still open. At the same time, transistors 18 and 19 will open, causing the collector of transistor 6 of control node 3 to be shunted by a saturated transistor 19 and the control unit 3 1 a key regulator voltage disconnected and will with the subsequent operation of the device will not affect. The key voltage regulator 1, due to a decrease in the voltage at the first input of the modulator 5, goes into operation mode and has a high duty cycle, as a result of which the voltage at its output decreases several times in comparison with the nominal, the current through the current sensor 13 also decreases. However, the transistor 14 is still open, since a decrease in the voltage at the output of the voltage regulator 1 reduces the voltage drop across the resistors 16 and 22. Such an implementation of the protection node ensures the formation of a volt-ampere load characteristics with a negative area in the range of load resistance values from O to nominal; After the overload has been removed, the source automatically returns to the initial operation mode. The current in the short-circuit mode in the load due to a decrease in the voltage at the output of the stabilizer in the device is approximately an order of magnitude less than the nominal, and due to the absence of reactivity in the protection node it is almost free.

Claims

PULSE POWER SUPPLY containing a key voltage regulator, consisting of a key element connected to the input output of the power supply, and an output to the LDC filter, a modulator connected to the input output of the power supply, and the output to the input of the key element, and the first input of the modulator is connected to the output of the control node connected to the output terminals of the key voltage regulator, the protection node connected to the output outputs of the key stabilizer by the input power leads, and the output power outputs Dami - to a push-pull transistor voltage converter, consisting of Royer autogenerator, one of the outputs connected to the second input of the modulator, and the outputs of Royer autogenerator connected to the control inputs of a push-pull transistor power amplifier, an output power transformer is included in the emitter circuit of the power amplifier transistors, and the protection node consists from the current sensor of the voltage converter connected between the first input and output power terminals of the protection node, the comparison node, trans the base of the resistor is connected to the middle cloud of the resistive voltage divider connected to the output power output of the protection unit, the emitter through the first resistor to the first output power output of the protection unit, and the collector to the first output of the second resistor, characterized in that, in order to increase reliability in operation, two transistors, three resistors and two diodes are additionally introduced into it, the base of the second transistor introduced connected to the second output of the second resistor of the protection unit, the emitter to the second output power output the house, and the collector through the first input resistor - with the base of the first input transistor, the collector and emitter of which is connected to the first input of the modulator and the first input power output of the protection unit, and the second input resistor is connected to the emitter and base of the second input transistor, to the emitter of the node transistor the protection is connected to the third input resistor, the second output of which is connected to the cathodes of the introduced diodes, the anodes of which are connected to the transistor bases of the push-pull power amplifier.

SU .. „1081761