SU1325446A2

SU1325446A2 - Stabilizing power supply source

Info

Publication number: SU1325446A2
Application number: SU864055304A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Реморов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7133
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1987-07-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Цель изобретени - повышение надежности защиты транзисторов регулирующего элемента при замыкании нагрузки и значительное уменьшение его габаритов. Силова часть регулирующего элемента, выполненна на параллельно включенных транзисторах с выравнивающими резисторами в эмит- терных цеп х, через выпр мительно- коммутируюш;ий мост подключена последовательно в цепь передачи электроэнергии . Согласующа часть и схема управлени подключены к выходу служебного источника, включающего в себ согласующий трансформатор, вторична обмотка которого выполнена со средней точкой, мостовой выпр ми;тель и С-фильтр. Схема управлени входом через мостовой выпр митель и второй согласующий трансформатор подключена к выходным клеммам источника, а выходом - к управл ющему электроду транзистора согласующей части регулирующего органа. Каскад защиты от перегрузок по току и коротких замыка НИИ в потребителе с плавным включением , обеспечивающий перевод транзисторов регулирующего органа в режим отсечки с повторно-кратковременным пробным включением при воздействии перегрузки или коротком замыкании на выходе, выполнен с управл емым источником тока, обеспечивающим при коротком замыкании на выходе подпитку резистивного делител напр жени , служащего дл измерени тока че- „ рез транзисторы регулирующего органа, и тем самым значительное уменьшение величины тока порога срабатьтани ,а следовательно, и величины мгновенной мощности на транзисторах регулирующего органа. I ил. СО ю О1 N О)The invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase the reliability of protection of the transistors of the regulating element when the load is closed and a significant reduction in its dimensions. The power part of the regulating element is made on parallel-connected transistors with equalizing resistors in the emitter circuit, through a rectifying-switching circuit, and its bridge is connected in series to the power transmission circuit. The matching part and the control circuit are connected to the output of the service source, which includes a matching transformer, the secondary winding of which is made with a midpoint, a bridge rectifier, a coupler and a C-filter. The input control circuit through the bridge rectifier and the second matching transformer is connected to the output terminals of the source, and the output to the control electrode of the transistor of the matching part of the regulator. The overcurrent and short-circuit protection cascade of the SRI in the smooth-on consumer, which ensures that the regulator's transistors are switched to the cut-off mode with intermittent trial switching under the influence of an overload or a short circuit at the output, is provided with a controlled current source providing a short-circuit at the output, it feeds a resistive voltage divider used to measure the current through the transistors of the regulator, and thus a significant decrease in the current n srabattani horn, and hence the magnitude of the instantaneous power transistors on the regulatory body. I il. SO YO O1 N O)

Description

Изобретение относитс к электротехнике , предназначено дл электропитани устройств автоматики, вычислительной техники и средств св зи . и вл етс усовершенствованием устройства по авт. св. № 1179301.The invention relates to electrical engineering, it is intended for power supply of automation devices, computing equipment and communication facilities. and is an improvement to the device auth. St. No. 1179301.

Цель изобретени - повьшение надежности защиты и уменьшение габаритов устройства.The purpose of the invention is to increase the reliability of protection and reduce the size of the device.

На чертеже приведена принципиаль на электрическа схема стабилизирующего источника электропитани .The drawing shows a circuit diagram of a stabilizing power source.

Стабилизирующий источник электропитани содержит регулирующий элемент из выпр мительно-коммутирующе- го моста I на диодах. Одна его диагональ включена.последовательно в силовую цепь передачи электроэнергии между одной из клемм 2 дл подключени источника электроэнергии и одной из выходных клемм 3 стабилизи рующего источника, а друга - параллельно силовым выводам параллельно включенных транзисторов 4 сотовой части регулирующего элемента, с выравнивающими резисторами 5 в эмитте ных цеп х. Управл ющие выводы силовых транзисторов 4 регулирующего, элемента соединены через транзисторThe stabilizing power supply comprises a regulating element of a rectifying-switching bridge I on diodes. One of its diagonal is included. Successively to the power transmission circuit of electricity between one of the terminals 2 for connecting the source of electricity and one of the output terminals 3 of the stabilizing source, and the other parallel to the power terminals in parallel with the transistors 4 of the cellular part of the regulating element, with equalizing resistors 5 emitter chains. The control pins of the power transistors 4 of the control element are connected via a transistor

6согласующей части регулирующего элемента и ограничивающий резистор6consistent part of regulating element and limiting resistor

7с положительным выводом служебного источника, средний вывод которго 8 соединен с общей точкой токо- выравнивающих резисторов 5 силовых транзисторов 4 регулирующего элемента .7 with the positive terminal of the service source, the middle terminal of which 8 is connected to the common point of the current-leveling resistors 5 of the power transistors 4 of the regulating element.

Служебньш источник содержит трансформатор 9, первична обмотка кото- рого подключена к входным клеммам 2 и 10 устройства а вторична - выполненна со средней точкой 8 - через мостовой выпр митель 11 на диодах и С-фильтры на конденсаторах 12 и 13 к питающим клеммам схемы 14 управлени . Выход последней подключен к управл ющему входу согласующего транзистора 6 регулирующего элемен- та, а вход - через датчик 15 напр - лсени - к выходу мостового выпр мител 16 на диодах, вход которого через измерительный трансформатор 17 подключен к выходным- клеммам 3 и 18 стабилизирующего источника . Питающие клеммы каскада 19 защиты подключены между положи- тельной шиной служебного источника и его средней точкой, вход каскадаThe control source contains a transformer 9, the primary winding of which is connected to the input terminals 2 and 10 of the device, and the secondary winding is made with a midpoint 8 through a bridge rectifier 11 on diodes and C-filters on capacitors 12 and 13 to the power terminals of control circuit 14 . The output of the latter is connected to the control input of the matching transistor 6 of the regulating element, and the input through the sensor 15, for example, of the voltage, to the output of the bridge rectifier 16 on the diodes, the input of which through the measuring transformer 17 is connected to the output terminals 3 and 18 of the stabilizing source . The supply terminals of the protection stage 19 are connected between the positive bus of the service source and its midpoint; the input of the cascade

00

5five

Q г Q g

защиты подключен к выходу делител напр жени на резисторах 20 и 21, а выход - к управл ющему электроду согласующего транзистора 6 регулирующего элемента.the protection is connected to the output of the voltage divider on the resistors 20 and 21, and the output is connected to the control electrode of the matching transistor 6 of the regulating element.

Управл емый источник тока каскада защиты выполнен на последовательно включенных токозадающем резисторе 22 и транзисторе 23, коллектор которого подключен к ВЕ)1ходу делител напр жени на резистора : 20The controlled current source of the protection cascade is connected to a series-connected current-supplying resistor 22 and a transistor 23, the collector of which is connected to the BE) resistor voltage divider: 20

и 2, а база - к точке соединени стабилитрона 24 и резистора 25, который через транзис горньп ключ 26and 2, and the base to the junction point of the Zener diode 24 and the resistor 25, which through a transistor key 26

5 подключен к минусовой шине служебного источника. База транзисторного ключа 26 через резистор 27 подключена к плюсовой шине служебного источника , а через перех.од коллектор - эмрггтер второго транзисторного клю- ча 28 - с минусовой шиной служебного источника. База второго транзисторного ключа 28 соединена с выходом измерительного выпр мител 16 цепи обратной св зи через делитель напр - лсени на резисторах 29 и 30.5 is connected to the minus bus service source. The base of the transistor switch 26 is connected via a resistor 27 to the plus bus of the service source, and through an interconnect collector — an emrgter of the second transistor switch 28 — with a minus bus of the service source. The base of the second transistor switch 28 is connected to the output of the measuring rectifier 16 of the feedback circuit through a voltage divider across resistors 29 and 30.

Стабилизируюг1щй источник электропитани работает следуюпщм образом.The stabilized power supply operates in the following manner.

При номинальном токе нагрузки каскад 19 защиты не работает, на выходе имеетс ног-шнальное напр жение, в св зи с чем с выхода измерительного выпр мител 16 на делитешь напр жени на резисторах 29 и 30 посту5 пает номинальное напр жение;, транзистор 28 насьш;ен, шунтиру€ т переход эмиттер - база транзисторного ключа . 26, в, результате чего последний закрыт и закрыт источник тока на TpiaH- зисторе 23.At the rated load current, the protection cascade 19 does not work, there is a foot-shnal voltage at the output, and therefore from the output of the measuring rectifier 16 by dividing the voltage on the resistors 29 and 30 the nominal voltage goes; en, shunt € t junction emitter - base transistor switch. 26, whereby the latter is closed and the current source on the TpiaH-resistor 23 is closed.

При возникновении короткого за- №1кани в нагрузке напр жение на выходе измерительного выпр мител 16 становитс равным нулю, транзистор 28 закрываетс и в базовую цепь транзистора 26 через резистор 27 втекает ток, привод щий его в режим насыщени и включающий тем самым управл емый источник тока на транзисторе 23. Открыва сь, транзистор 23 вливает добавочньш ток в г езистор 21 измерительного делител напр жени токовой нагрузки, в рсз ультате чего напр жение на нем-возрастает. Это означает, что срабатывание схемы защиты происходит при значительно меньшем токе через силовые транзисторы 4 регулирующего элемента.When a short-of-1 scan occurs in the load, the voltage at the output of the measuring rectifier 16 becomes zero, the transistor 28 closes and a current flows through the resistor 27 into the main circuit of the transistor 26, which leads to a controlled current source on the transistor 23. When opened, the transistor 23 injects an additional current into the sensor 21 of the measuring divider of the current load, in the RSV voltage, of which the voltage on it increases. This means that the operation of the protection circuit occurs at a much lower current through the power transistors 4 of the regulating element.

00

Измен величину тока через управл емый источник тока, можно получить такой режим, при котором мгновенна мощность короткого замыкани на силовых транзисторах будет близка или равна мощности номинального режима, т.е. незначительными затратами на маломощные цепи управлени удаетс . на пор док снизить мощность короткого замыкани в силовой цепи и тем самым значительно уменьпшть габариты регулирующего источника .в целом.Резисторы 29 и 30,выбираютс таким образом , чтобы при устранении короткого замыкани ток, протекающий через нагрузку, создал на ней такое напр жение , при котором транзистор 28 гарантированно бы открьтс , управ- .л емый источник тока отключилс и обеспечил нарастание тока в силовой цепи до номинального значени . То же осуществл етс и в процессе пуска стабилизирующего источника. Поскольку величина цепи плавного запуска обеспечивает плавное нарастание как выходного напр жени , так и тока нагрузки , то при правильно выбранных резисторах 29 и 30 необходимо обеспечить сочетание, при котором величина тока через транзисторы регулй- рующего элемента до порога срабатывани схемы защиты создавала бы на нагрузке напр жение, необходимое дл гарантированного перехода транзистора 28 в режим насыщени .By changing the amount of current through the controlled current source, it is possible to obtain a mode in which the instantaneous short-circuit power at the power transistors will be close to or equal to the power of the nominal mode, i.e. low cost for low power control circuits. in the order to reduce the short circuit power in the power circuit and thereby significantly reduce the dimensions of the regulating source. In general. Resistors 29 and 30 are chosen so that when the short circuit is eliminated, the current flowing through the load creates such a voltage on it, wherein the transistor 28 would surely open, the controlled current source was turned off, and the current in the power circuit increased to the nominal value. The same is done in the process of starting the stabilizing source. Since the magnitude of the soft start circuit provides a smooth increase in both the output voltage and the load current, with properly selected resistors 29 and 30, it is necessary to provide a combination in which the current through the transistors of the regulating element to the threshold of the protection circuit would create a load necessary to ensure that the transistor 28 goes into saturation mode.

Таким образом, введение в каскад защиты от перегрузок и коротких замыканий управл емого источника тока позвол ет.при перегрузке и при коротких замыкани х на выходе стабилизи- рующего источника уменьшить ток порога срабатывани схемь защиты, уменьщить мощность, рассеиваемую на транзисторах регулирующего элемента в указанных режимах, и, как следст- вие, уменьшить число транзисторов регулирующего элемента и габариты радиатора.Thus, the introduction of overload protection and short circuits of the controlled current source into the cascade allows overloading and during short circuits at the output of the stabilizing source to reduce the threshold current of the protection circuit, to reduce the power dissipated by the transistors of the regulating element in the specified modes and, as a consequence, reduce the number of transistors of the regulating element and the size of the radiator.

Так, при номинальном токе нагрузки и токе порога срабатывани схемы защиты при коротком замыкании на входе стабилизирующего источника дпА напр жени питающей сети 15 В можем иметь максимальное мгновенноеSo, at a rated load current and a threshold current of operation of a protection circuit in case of a short circuit at the input of a stabilizing dpA source, the supply voltage of 15 V can have a maximum instantaneous

значение мощности на транзисторах регулирующего органа в режиме короткого замыкани .the value of power in the transistors of the regulator in the short circuit mode.

При снижении порога срабатывани в режиме короткого замыкани до 0,4А максимальна мощность, рассеиваема на транзисторах, снижаетс в 5 раз. Принима , что допустима мощность, рассеиваема одиночным тра нзистором, не превьщтает 20 Вт, число параллельно включенных транзисторов дл известного устройства, должно быть пор дка 16, в то врем , как дл предлагаемого устройства достаточно трех - четьфех транзисторов . Одновременно в 5 раз уменьшаютс и габариты радиатора, необходимого дл отвода мощности, рассеиваемой на транзисторах регулирующего органа, а также дл крепежа этих транзисторов.When the response threshold in the short circuit mode drops to 0.4A, the maximum power dissipated in the transistors decreases by 5 times. Assuming that the permissible power dissipated by a single resistor does not exceed 20 W, the number of parallel-connected transistors for a known device should be about 16, while for the proposed device three are enough - there are enough transistors. At the same time, the dimensions of the radiator necessary for the removal of power dissipated on the transistors of the regulator, as well as for fastening these transistors, are reduced 5 times.

Claims

Invention Formula

Stabilizing power source auth.St. No. 1179301, characterized in that, in order to increase reliability and reduce its dimensions, a current-stabilizing two-terminal, two transistor switches and a voltage divider on the resistors are inserted in it, - the master resistor and the transistor, the collector of which is connected to the output of the voltage divider, the base is to the junction point of the Zener diode and the current limiting resistor connected via a transistor a switch to the supply terminals of the service supply source; a voltage divider on the resistors is connected to the output of the measuring rectifier of the feedback circuit, the output of the dividers l connected to the junction, the base of the second transistor switch, whose collector is connected to limiting resistor to the supply terminal of the service source.

ten

Compiled by C, Gorbachev Editor H, Egorova Tehred A. Kravchuk Proofreader M. Pojo

Order 3108/43 Circulation 863 Subscription

VNSHPI State Committee of the USSR

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Z-ZZ, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

w