SU1636954A1

SU1636954A1 - Control pulse driver for the power transistor in voltage regulators

Info

Publication number: SU1636954A1
Application number: SU884444938A
Authority: SU
Inventors: Станислав Николаевич Болдырев
Original assignee: Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1991-03-23

Abstract

Изобретение относитс к вторич- ным источникам питани . Цель изобре- тени - повышение надежности и быст- ррдействи . Положительный импульс управлени передаетс однотактным трансформаторным преобразователем и усиливаетс усилителем 1 мощности на разнопол рных транзисторах. Форсиро- ванное запирание силового транзисто- ра 2 осуществл етс от компаратора-5. Питание усилител мощности 1 и компаратора 5 обеспечивает бипол рный ис- точник 4 питани . Повышение надежное- ти достигаетс за счет обеспечени гарантированного форсированного запирани транзистора 2 и поддержани на его база-эмиттерном переходе отрицательного смещени после его выключени при любой скважности управл ющего импульса и за счет облегченного режима работы компаратора 5. Расширение функциональных возможностей достигаетс за счет увеличени диапазона регулировани скважности управл ющих импульсов путем разделени функций управлени усилителем 1 мощности при передаче положительного импульса от преобразовател , а отрицательного - от компаратора 5. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. SS (/ СThe invention relates to secondary power sources. The purpose of the invention is to increase reliability and speed. A positive control pulse is transmitted by a single-shot transformer converter and amplified by a power amplifier 1 at different transistors. The forced locking of the power transistor 2 is carried out from comparator-5. The power supply to power amplifier 1 and comparator 5 is provided by a bipolar power source 4. Increased reliability is achieved by providing a guaranteed forced shutdown of transistor 2 and maintaining a negative bias on its base-emitter junction after it is turned off at any control pulse duty cycle and due to a lightweight operating mode of the comparator 5. Expansion of functionality is achieved by increasing the control range the duty cycle of the control pulses by separating the control functions of the power amplifier 1 when transmitting a positive pulse from razovatel, and the negative - from the comparator 5. 1. f-ly, 1 ill. SS (/ С

Description

оэoh

GO О CDGO About CD

слcl

4four

Изобретение относитс к преобра- зовательной технике и может быть ис- пользовано во вторичных источниках питани , преобразовател х напр жени и импульсных регул торах.The invention relates to a conversion technique and can be used in secondary power sources, voltage converters and switching regulators.

Цель изобретени - повышение на- дежности и быстродействи The purpose of the invention is to increase reliability and speed.

На чертеже изображена электричес- ка схема формировател The drawing shows the electrical diagram of the driver

Формирователь управл ющих импуль- сов содержит усилитель 1 мощности на транзисторах разной проводимости, эмиттеры которых объединены и пред назначены дл подключени к базе си- лового транзистора 2, базы транзкс- торов разной проводимости объединены и св заны с первым выходом источника 3 управл ющих сигналов, а коллекторы предназначены дл подключени к со ответствующим выводам бипол рного источника 4 питани , общий вывод которого соединен с эмиттером силового транзистора 2, компаратор 5, диод 6, первый 7 и второй 8 резисторы, ре- зистивный делитель 9 напр жени и до- полнительный диод 10, входы резистив- ного делител 9 напр жени подключены к соответствующим выводам бипол рного источника 4 питани , а выход соединен с инвертирующим входом ком- паратора 5, выход которого через первый резистор 7 соединен с базами транзисторов усилител 1 мощности, эмиттеры которых соединены с вторым выходом источника 3 управл ющих сигналов , первый выход которого св зан с.пр мым входом компаратора 5 через второй резистор 8, а с базами транзисторов - через диод 6, анод допол- нительного диода 10 соединен с эмиттером силового транзистора 2, а катод - с пр мым входом компаратора 5The control pulse shaper contains a power amplifier 1 on transistors of different conductivity, the emitters of which are combined and intended for connection to the base of a power transistor 2, the bases of transducer of different conductivity are combined and connected to the first output of the source 3 of control signals, and the collectors are intended to be connected to the corresponding pins of the bipolar power source 4, the common terminal of which is connected to the emitter of the power transistor 2, comparator 5, diode 6, first 7 and second 8 resistors, resistive voltage divider 9 and additional diode 10, resistive voltage divider 9 voltage inputs are connected to the corresponding pins of bipolar power source 4, and the output is connected to the inverting input of the comparator 5, the output of which is connected to transistor bases through the first resistor 7 power amplifier 1, the emitters of which are connected to the second output of the source 3 of control signals, the first output of which is connected to the direct input of the comparator 5 via the second resistor 8, and to the transistor bases through the diode 6, the anode of the additional diode 10 nen to the emitter of the power transistor 2, and the cathode - to a direct input of comparator 5

Формирователь работает следующим образом,The shaper works as follows,

В исходном состо нии, при наличии питани от бипол рного источника 4 на инвертирующем входе компаратора 5 присутствует положительный сигнал от -резистивного делител 9 на- пр жени , а на его выходе - отрицательный уровень напр жени , который через усилитель 1 мощности удерживает силовой транзистор 2 в закрытом состо нии С приходом положительного импульса от источника 3 управл ющих сигналов компаратор 5 выключаетс по неинвертирующему входу. Одновременно по цепи: первый выход источника 3In the initial state, in the presence of power from the bipolar source 4, the inverting input of the comparator 5 contains a positive signal from the resistive voltage divider 9, and a negative voltage level at its output, which through the power amplifier 1 holds the power transistor 2 in the closed state With the arrival of a positive pulse from the source 3 of the control signals, the comparator 5 is turned off at the non-inverting input. Simultaneously through the circuit: the first output of source 3

5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0

5five

Q Q

5five

управл ющих сигналов, диод 6, база- эмиттерный переход п-р-п-транзистора усилител 1 мощности, второй выход источника 3 управл ющих сигналов протекает ток Транзистор типа п-р-п в усилителе 1 мощности открываетс и силовой транзистор 2 входит в режим насыщени По окончании импульса управлени компаратор 5 включаетс , при этом по цепи: общий вывод бипол рного источника 4 питани , переход эмиттер-база силового транзистора 2, переход эмиттер-база п-р-п-транзистора усилител i мощности, первый резистор 7, компаратор 5, отрицательный вывод бипол рного источника 4 протекает ток Транзистор типа п-р-п форсированно закрываетс ,; а типа p-n-р открываетс , что приводит к формированному запиранию силового транзистора:2. При этом компаратор 5 проводит ток не посто нно, а кратковременно , только на врем рассасывани неосновных носителей базы силового транзистора 2, и остаетс во включенном состо нииcontrol signals, diode 6, base-emitter junction pnpn transistor amplifier 1 power, the second output of source 3 of control signals current flows nnpn type transistor in power amplifier 1 opens and power transistor 2 enters the mode saturation At the end of the control pulse, the comparator 5 is switched on, along the following lines: common output of the bipolar source 4 of the power supply, the emitter-base junction of the power transistor 2, the emitter-base junction of the pnp-transistor of the power i amplifier, the first resistor 7, comparator 5, negative output bipol pH first current source 4 flows transistor of the n-p-n forcefully closes; and the p-n-p type opens, which leads to a formed locking of the power transistor: 2. In this case, the comparator 5 does not conduct current permanently, but briefly, only for the time of absorption of minority carriers of the base of the power transistor 2, and remains in the on state

Напр жение на база-эмиттерном переходе n-p-n-транзистора усилител 1 мощности при сн тии управл ющего импульса измен етс не мгновенно, а спадает по мере вывода неосновных носителей базы, поэтому при отсутствии диода 6 компаратор 5 включаетс с задержкой Диод 6 преп тствует этому влению, что повышает быстродействие и КПД формировател за счет снижени потерь на переключени в транзисторах усилител 1 мощности.The voltage at the base-emitter junction of the npn transistor of the power amplifier 1 does not change instantaneously when the control pulse is removed, but decreases as the output of minority base carriers disappears; therefore, in the absence of diode 6, the comparator 5 turns on with a delay. Diode 6 prevents this phenomenon which increases the speed and efficiency of the driver by reducing the switching losses in the transistors of the power amplifier 1.

Кроме того, например, при трансформаторном управлении диод 6 преп тствует спаду тока вторичной обмотки трансформатора через транзистор усилител 1 мощности, что способствует большему всплеску напр жени на обмотках трансформатора и его быстрому размагничиванию, что важно при скважности импульсов 1,2-1;1 Он преп тствует также приложению опасного по амплитуде всплеска напр жени к управл ющим переходам транзисторов усилител 1 мощности и силового транзистора 2In addition, for example, with transformer control, diode 6 prevents the current of the transformer secondary winding through the transistor of power amplifier 1 from falling, which contributes to a higher voltage surge on the transformer windings and its rapid demagnetization, which is important when the pulse ratio is 1.2-1; 1 It It also prevents the amplitude voltage surge from being applied to the control transitions of the transistors of the power amplifier 1 and the power transistor 2

Дополнительный диод 10 поставлен с целью защиты входа компаратора 5 от Отрицательного всплеска напр жени вторичной обмотки при трансформаторном управлении.An additional diode 10 is provided to protect the input of the comparator 5 from a negative voltage surge in the secondary winding during transformer control.

Положительный технический эффект предлагаемого формировател заключа- етс в повышении надежности за счет обеспечени гарантированного формиро- ванного запирани регулирующего транзистора и поддержании на его база-эмиттерном переходе отрицательного смещени после его запирани при любой скважности управл ющего импульса, а также за счет облегченного режима работы компаратора. Повышаетс быстродействие за счет разделени функции управлени усилителем мощности при передаче положительного импульса, например, от трансформатора , а отрицательного - от компаратора Кроме того, формирователь имеет хорошую помехоустойчивость за счет задани порога срабатывани компаратора от внешнего резистивного делител напр жени и отличаетс простотой .The positive technical effect of the proposed shaper is to increase reliability by providing a guaranteed formed locking of the control transistor and maintaining a negative bias on its base-emitter junction after its locking at any control pulse duty cycle, as well as due to the simplified operation of the comparator. The performance is improved by separating the control function of the power amplifier during the transmission of a positive pulse, for example, from a transformer, and the negative one from a comparator. In addition, the driver has good noise immunity by setting the comparator triggering threshold from an external resistive voltage divider and is simple.

Claims

1. Shaper of control pulses for a power transistor of a voltage regulator, containing a power amplifier at transistors of different conductivity, the emitters of which are combined and intended for connection to the base of the power transistor, the base of transistors of different

:

2. The former according to claim 1, characterized in that, in order to increase the reliability of operation, an additional diode is inserted, the anode of which is intended to be connected to the emitter of the power transistor, and the cathode is connected to the forward input of the comparator.