SU1339527A1

SU1339527A1 - D.c.voltage pulse stabilizer

Info

Publication number: SU1339527A1
Application number: SU864013239A
Authority: SU
Inventors: Богдан Казимирович Гальс; Владимир Михайлович Булык; Михаил Николаевич Коваленко
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Импульс" Им.Хху Съезда Кпсс
Priority date: 1986-01-20
Filing date: 1986-01-20
Publication date: 1987-09-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи защиты и упрощение. При перегрузке по току отпираетс транзистор 20, обеспечива под- зар д конденсатора 17, вследствие чего увеличиваетс скважность импульсов включени транзистора 6. Быстроде/Ествие защиты обеспечено малым уровнем изменени напр жени на резисторе 16 и конденсаторе 17. 1 ил. (Л со со со ел to vjThe invention relates to electrical engineering and can be used in secondary sources of electrical power for electronic equipment. The aim of the invention is to improve the speed of protection and simplification. When overcurrent, the transistor 20 is unlocked, providing charging of the capacitor 17, resulting in an increase in the duty cycle of the turn-on pulses of the transistor 6. The speed of the protection is ensured by a small level of voltage variation across the resistor 16 and the capacitor 17. 1 Il. (L co. To vj

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary sources of electrical power for electronic equipment.

Цель изобретени - повышение быстродействи защиты и упрощение.The purpose of the invention is to increase the speed of protection and simplification.

На чертеже представлена функциональна схема импульсного стабилизатора посто нного напр жени .The drawing shows a functional diagram of a DC voltage regulator.

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени содержит силовой трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 2, подключаемую к источнику переменного напр жени пр моугольной формы, например инвертору выпр мленного напр жени про- мыщленной сети, вторичную обмотку 3, подсоединенную через силовой выпр митель 4 к входу регул тора 5, выполненного по схеме управл емого однотактного импульсного конвертора на силовом транзисторе 6, выход регул тора 5 соединен с выходными выводами дл подключени нагрузки 7. ШИМ-модул тор 8 выполнен по схеме дифференциального усилител на транзисторах 9 и 10 с эмиттерной св зью на резисторе 11, к входам которого подсоединены источник 12 опорного напр жени и выходные выводы стабилизатора через измерительный элемент 13, а выход - через формирователь 14 управл ющих импульсов к управл ющему входу регул тора 5 - базе силового транзистора 6 регулирующего элемента , формирователь 15 пилообразного напр жени с резистором 16 на выходе соединен через конденсатор 17 с объединенными эмиттерами транзисторов дифференциального усилител ШИМ-модул тора, вход формировател 15 - с обмоткой 18 силового трансформатора 1, узел защиты от перегрузок состоит из датчика 19 тока и вновь введенного транзистора 20, подключенного коллектором и эмиттером к аналогичным выводам одного из транзисторов ШИМ-модул тора, а базой соединенного с выходом датчика тока, измерительный элемент которого включен последовательно в силовую цепь регулирующего элемента регул тора 5. Датчик 19 тока может быть выполнен также на базе трансформатора тока с выпр мителем, нагруженным на балластный резистор, в этом случае его выход может быть подключен к точкам а и б. Импульсный стабилизатор посто нного напр жени работает следующим образом. Транзистор 10 с резистором 11 ШИМ- модул тора 8 образуют эмиттерный повторитель , на вход которого поступает часть выходного напр жени стабилизатора с измерительного элемента 13, представл ющего собой резисторный делитель напр жени . На это напр жение, выделенное на резисторе И, накладываетс пилообразное напр - жение формировател 15 через проходной конденсатор 17. Полученное суммарное напр жение на резисторе 11 сравниваетс с напр жением опорного источника 12, в результате чего в цепи коллектора транзистора 9 возникает последовательность трапецеидальных импульсов с частотой следовани , равной частоте пилообразного напр жени формировател 15. Данна последовательность импульсов преобразуетс формирователем 14 в последовательность пр моугольных импульсов, обеспечивающих периодическое отпирание транзистора 6 со скваж . ностью, необходимой дл поддержани выходного напр жени регул тора 5 на заданном уровне, т. е. имеет место режим стабилизации напр жени . При этом выходное напр жение датчика 19 тока меньше по модулю напр жени на резисторе 11,The DC voltage regulator contains a power transformer 1 having a primary winding 2 connected to a rectangular AC voltage source, for example, a rectified voltage inverter of the mains network, a secondary winding 3 connected via a power rectifier 4 to the regulator input torus 5, made according to the scheme of a controlled single-ended pulse converter on the power transistor 6, the output of the controller 5 is connected to the output terminals for connecting the load 7. The PWM modulator 8 is made according to the scheme a differential amplifier with transistors 9 and 10 with an emitter connection on a resistor 11, the inputs of which are connected to the source 12 of the reference voltage and the output pins of the stabilizer through the measuring element 13, and the output through the driver 14 of the control pulses to the control input of the regulator 5 - the base of the power transistor 6 of the regulating element, the driver 15 sawtooth voltage with a resistor 16 at the output is connected through a capacitor 17 with the combined emitters of the transistors of the differential amplifier PWM modulator, the input shaper 15 - with a winding 18 of a power transformer 1, the overload protection unit consists of a current sensor 19 and a newly inserted transistor 20 connected by a collector and an emitter to similar terminals of one of the PWM modulator transistors, and the base element connected to the current sensor output which is connected in series to the power circuit of the regulating element of the regulator 5. The current sensor 19 can also be made on the basis of a current transformer with a rectifier loaded onto a ballast resistor, in this case its output is m Jette be connected to the points a and b. The switching voltage regulator operates as follows. The transistor 10 with the resistor 11 of the PWM modulator 8 forms an emitter follower, the input of which receives part of the output voltage of the stabilizer from the measuring element 13, which is a resistor voltage divider. This voltage allocated to the resistor I imposes a sawtooth voltage of the driver 15 through the pass-through capacitor 17. The resulting total voltage on the resistor 11 is compared with the voltage of the reference source 12, as a result of which a trapezoidal pulses c are generated in the collector circuit of transistor 9 a following frequency equal to the frequency of the sawtooth voltage of the former 15. This pulse train is converted by the former 14 into a sequence of rectangular pulses, both sintering periodic unlocking of the transistor 6 from the well. required to maintain the output voltage of the regulator 5 at a given level, i.e., voltage stabilization mode takes place. At the same time, the output voltage of the current sensor 19 is less than the modulus of the voltage across the resistor 11,

поэтому транзистор 20 заперт, узел защиты от перегрузки не оказывает вли ни на работу стабилизатора.therefore, the transistor 20 is locked, the overload protection node does not affect the operation of the stabilizer.

Формирователь 15, преобразующий переменное пр моугольное напр жение обмотки 18 трансформатора 1 в пилообразноеA former 15 that converts a variable rectangular voltage of the winding 18 of the transformer 1 into a sawtooth

0 напр жение, позвол ет обеспечить такой режим работы транзистора 6, когда его периодическое включение имеет место в каждом полупериоде напр жени на обмотке 2 и его длительность во времени меньше0 voltage allows to provide such a mode of operation of the transistor 6, when its periodic inclusion takes place in each half-period of the voltage on the winding 2 and its duration in time is less

5 этого полупериода, поэтому отпадает надобность в фильтре на выходе выпр мител 4.5 of this half period, so there is no need for a filter at the output of the rectifier 4.

При возникновении перегрузки по току на выходе стабилизатора выходное напр жение датчика 19 тока становитс больше по мо0 дулю напр жени на резисторе 11, отпираетс транзистор 20, вызыва через его участок коллектор - эмиттер и резистор 16 подзар д конденсатора 17. Приращение посто нной составл ющей напр жени на этом конденсаторе приводит к увеличению скваж5 ности импульсов на выходе ШИМ-модул тора , что ведет к увеличению скважности переключени транзистора 6. Выходное напр жение стабилизатора падает, а его ток нагрузки ограничиваетс на уровне, устанавливаемом переменным резистором датчи0 ка тока, при дальнейшем уменьшении сопротивлени нагрузки вплоть до короткого замыкани имеет место режим стабилизации тока. После сн ти перегрузки режим стабилизации напр жени автоматичес- с ки восстанавливаетс .When an overcurrent occurs at the output of the stabilizer, the output voltage of the current sensor 19 becomes higher along the voltage of resistor 11, the transistor 20 opens, causing a collector-emitter and resistor 16 to charge the capacitor 17 through its portion. voltage on this capacitor leads to an increase in the bore of the pulses at the output of the PWM modulator, which leads to an increase in the switching ratio of the transistor 6. The output voltage of the stabilizer drops, and its load current is limited a level established by the variable resistor datchi0 ka current, with a further decrease resistance load until short circuit holds the current stabilization mode. After the overload is removed, the voltage stabilization mode is automatically restored.

Напр жение на конденсаторе 17 приближенно равно напр жению на опорном источнике 12 независимо от значени нагрузки стабилизатора (от режима холостого хода до режима номинальной нагрузки), поэтому дл Q исключени перегрузки по току в силовой цепи регулирующего элемента при внезапном возникновении короткого замыкани на его выходе достаточно увеличить скачком напр жение на несколько дес тков милливольт на последовательно соединенных кон5 денсаторе 17 и резисторе 16, что практически легко выполнить независимо от значени емкости конденсатора 17. Это обсто тельство обуславливает высокое быстродействие защиты стабилизатора при скачкообразном изменении его нагрузки в широком диапазоне - от холостого хода до короткого замыкани .The voltage on the capacitor 17 is approximately equal to the voltage on the reference source 12 regardless of the value of the stabilizer load (from idle mode to nominal load mode), therefore, for Q excluding current overload in the power circuit of the regulating element in the event of a sudden short circuit at its output increase the voltage by several tens of millivolts on the series-connected capacitor 17 and resistor 16, which is practically easy to do regardless of the capacitance of the capacitor Satoru 17. This circumstance causes a high performance protection stabilizer at step change its load over a wide range - from no-load to a short circuit.

Таким образом, благодар введенным средствам обеспечиваетс повышение быстродействи защиты от перегрузок по току и упрощаетс схема защиты.Thus, due to the introduced means, the performance of overcurrent protection is improved and the protection circuit is simplified.

Claims

Invention Formula

A DC voltage regulator containing a regulator made according to the controllable pulsed transistor converter circuit and connected by an input to a power rectifier, and an output to output terminals for connecting a load, a PWM modulator in the form of a differential transistor amplifier with emitter coupling , whose inputs are separately connected to the source of the reference voltage and through the measuring element to the output terminals, and the output to the control input of the controller through the shaper of rectangular imp Control, sawtooth driver, overload protection node with a current sensor, the measuring element of which is connected in series to the regulator power circuit, characterized in that, in order to increase the speed of protection and simplification, a transistor and a capacitor are inserted into it, while the base of the transistor connected to the output of the protection node, the collector and the emitter are connected to the same terminals of one of the transistors of the differential amplifier PWM modulator, the combined emitters of the transistors of which are connected via A capacitor with a sawtooth voltage driver.

0