SU1658132A1 - Pulse stabilizer of constant voltage - Google Patents
Pulse stabilizer of constant voltage Download PDFInfo
- Publication number
- SU1658132A1 SU1658132A1 SU884446668A SU4446668A SU1658132A1 SU 1658132 A1 SU1658132 A1 SU 1658132A1 SU 884446668 A SU884446668 A SU 884446668A SU 4446668 A SU4446668 A SU 4446668A SU 1658132 A1 SU1658132 A1 SU 1658132A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- voltage
- transistor
- power
- resistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Цель - упрощение и повышение надежности . Устр-во содержит силовой ключ на транзисторах 12,13, датчик тока на резисторах 15, 16 и транзисторе 14, LCD-фильтр 20, компаратор 4, диоды 17,18, конденсатор 19, источник 3 опорного напр жени и резисторы 5-11. Включение датчика тока между эмиттером транзистора 12 и коллектором транзистора 13 уменьшает напр жение на коллектор-эмиттерной цепи транзистора 13, когда он открыт. Производитс также ограничение выходного тока устр-ва при его довольно простой схеме . 1 ил. с (ОThis invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply sources. The goal is to simplify and increase reliability. The device contains a power switch on transistors 12.13, a current sensor on resistors 15, 16 and transistor 14, an LCD filter 20, a comparator 4, diodes 17.18, a capacitor 19, a source 3 of reference voltage and resistors 5-11. The inclusion of a current sensor between the emitter of transistor 12 and the collector of transistor 13 reduces the voltage across the collector-emitter circuit of transistor 13 when it is open. The output current of the device is also limited by its rather simple circuit. 1 il. c (o
Description
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани .This invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply sources.
Целью изобретени вл етс упрощение и повышение надежности импульсного стабилизатора посто нного напр - жени .The aim of the invention is to simplify and increase the reliability of a DC voltage pulse stabilizer.
Принципиальна схема импульсного стабилизатора посто нного напр жени представлена на чертеже.A schematic diagram of a switching voltage regulator is shown in the drawing.
Стабилизатор содержит выводы 1,2 дл подключени источника нестабилизированного питающего напр жени , источник 3 опорного напр жени , компаратор 4, резисторы 5,6,7,8,9,10,11, силовой ключ, включающий в себ усилительный и силовой транзисторы 1/,13, датчик тока на транзисторе 14 и резисторах 15,16, диоды 17,18, конденсатор 19, LCD-фильтр ЛО, выходные выводы 21, 22, резистор 23.The stabilizer contains pins 1.2 for connecting an unstabilized supply voltage source, a reference voltage source 3, a comparator 4, resistors 5,6,7,8,9,10,11, a power switch including an amplifying and a power transistor 1 / , 13, the current sensor on the transistor 14 and resistors 15,16, diodes 17,18, capacitor 19, LCD LO filter, output pins 21, 22, resistor 23.
Точка соединени эмиттера транзистора 14 и первого вывода резистора 15 вл етс первым силовым выводом датчика тока. Точка соединени резисторов 15 и 16 вл етс вторым силовым выводом датчика тока. Коллек- ,тор транзистора 14 вл етс информационным выходом датчика тока.The junction point of the emitter of the transistor 14 and the first pin of the resistor 15 is the first power lead of the current sensor. The connection point of resistors 15 and 16 is the second power output of the current sensor. The collector torus of the transistor 14 is an information output of a current sensor.
В импульсном стабилизаторе напр жени транзисторы 12 и 13 могут использоватьс либо полевые, либо обычные бипол рные. В первом случае силовыми их выводами вл ютс сток и исток , а управл ющим выводом - затвор, во втором случае силовыми выводами транзисторов вл ютс эмиттер и коллектор , а управл юп(им - база.In a switching voltage regulator, transistors 12 and 13 can be used either field or conventional bipolar. In the first case, their power outputs are the drain and source, and the control output is the gate, in the second case, the power outputs of the transistors are the emitter and collector, and the control (it is the base).
В данной схеме используютс бипол рные транзисторы.This circuit uses bipolar transistors.
с о оso about
о кOK
Импульсный стабилизатор посто нного напр жени работает следующим образом.The switching voltage regulator operates as follows.
Нестабилизированное напр жение от источника питающего напр жени подводитс к выводам 1 и 2. Это напр жение больше выходного стабилизированного напр жени на 5-20В. Unstabilized voltage from the power supply source leads to pins 1 and 2. This voltage is 5–20 V higher than the output stabilized voltage.
Рассмотрим работу стабилизатора при отсутствии резистора 23, т.е. когда его сопротивление равно бесконечности .Consider the operation of the stabilizer in the absence of resistor 23, i.e. when its resistance is infinity.
Величина сопротивлени резистора 7 выбрана много меньшей сопротивлени резистора 5. Поэтому напр жение на пр мом входе компаратора 4 практически равно напр жению на выходном выводе 21 .The resistance value of the resistor 7 is chosen to be much lower than the resistance of the resistor 5. Therefore, the voltage at the direct input of the comparator 4 is almost equal to the voltage at the output terminal 21.
Источник 3 опорного напр жени соз дает на своем выходе стабильное напр жение малой мощности, которое подаетс на инверсный вход компаратора 4.The source 3 of the reference voltage produces at its output a stable low-voltage voltage, which is fed to the inverted input of the comparator 4.
При подаче напр жени на входные выводы 1,2 в первый момент времени напр жение на выходном выводе 21 и пр мом входе компаратора 4 равно нулю и на инверсном входе компаратора оно равно напр жению на открытом диоде 18 поэтому на выходе компаратора 4 имеетс нулевой логический уровень.When voltage is applied to input pins 1.2 at the first moment of time, the voltage at the output terminal 21 and the direct input of the comparator 4 is zero and at the inverse of the comparator it is equal to the voltage at the open diode 18, therefore, at the output of the comparator 4 there is a zero logic level .
Через переход база-эмиттер транзистора 12, резистор 9 и вход компаратора 4 течет ток и транзистор 12 находитс в открытом состо нии. Ток коллектора транзистора 12 вл етс базо- вым током силового транзистора 13, поэтому последний также открыт.Through the base-emitter junction of the transistor 12, the resistor 9 and the input of the comparator 4 current flows and the transistor 12 is in the open state. The collector current of transistor 12 is the base current of the power transistor 13, so the latter is also open.
В результате через резистор 15, переход коллектор-эмиттер силового транзистора 13, дроссель фильтра 20 протекает1 ток, который зар жает конденсатор фильтра 20 и напр жение на выходном выводе 21 и пр мом входе компаратора 4 возрастает. Когда выходное напр жение стабилизатора сравн етс с выходным напр жением источника 3 опорного напр жени , срабатывает компаратор 4 и на его выходе по вл етс высокое напр жение, которое закрывает транзистор 12. Ток через пе- реход эмиттер-коллектор от транзистора 12 прекращаетс , в результате закрываетс и силовой транзистор 13, При этом в нагрузку через выходные выводы 21 и 22 начинает отдаватьс энерги , накопленна в дросселе и конденсаторе фильтра 20. Напр жение на выходных аыводах 21, 22 начинает.As a result, through the resistor 15, the collector-emitter junction of the power transistor 13, the filter choke 20 flows1, which charges the filter capacitor 20 and the voltage at the output terminal 21 and the direct input of the comparator 4 increases. When the output voltage of the stabilizer is equal to the output voltage of the source 3 of the reference voltage, the comparator 4 is triggered and a high voltage appears at its output, which closes the transistor 12. The current through the emitter-collector junction from transistor 12 stops, As a result, the power transistor 13 closes. In this case, the energy accumulated in the choke and the capacitor of the filter 20 begins to be supplied to the load via the output terminals 21 and 22. The voltage on the output terminals 21, 22 starts.
Q Q
д 5 d 5
5five
00
4040
4545
5555
падать. Когда выходное напр жение стабилизатора на них станет меньше, чем на выходе источника опорного напр жени , компаратор 4 срабатывает и на его выходе оп ть по вл етс логический ноль. Транзисторы 12 и 13 открываютс и все процессы повтор ютс , как описано выше.fall. When the output voltage of the stabilizer on them becomes less than at the output of the source of the reference voltage, the comparator 4 is activated and a logical zero appears again at its output. Transistors 12 and 13 open and all processes are repeated as described above.
При этом диод 18 закрыт, так как компаратор 4 срабатывает при уменьшении напр жени на выходных выводах 21, 22 на 5-20 мВ. А дл открывани диода 18 необходимо, чтобы напр жение на выходных выводах 21,22 уменьшилось на 300-400 мВ.In this case, the diode 18 is closed, since the comparator 4 is triggered by decreasing the voltage at the output terminals 21, 22 by 5-20 mV. And for opening the diode 18, it is necessary that the voltage at the output terminals 21,22 decreases by 300-400 mV.
Таким образом на выходных вьюодах поддерживаетс напр жение, равное выходному напр жению источника опорного напр жени . С помощью резистора 5 осуществл етс положительна обратна св зь компаратора 4. Эта св зь улучшает процессы переключени компаратора 4 и исключает переход его в линейный режим или режим высокочастотных колебаний. Величина сопротивлени резистора 5 выбираетс такой, чтобы в результате увеличени зоны нечувствительности компаратора 4 амплитуда пульсации выходного стабилизированного напр жени на выводах 21, 22 не превышала допустимой величины.Thus, a voltage equal to the output voltage of the reference voltage source is maintained on the output viewpoints. The positive feedback of the comparator 4 is performed with the help of the resistor 5. This connection improves the switching processes of the comparator 4 and prevents it from switching to the linear mode or the mode of high-frequency oscillations. The resistance value of the resistor 5 is chosen such that, as a result of an increase in the dead zone of the comparator 4, the ripple amplitude of the output stabilized voltage at the terminals 21, 22 does not exceed the allowable value.
Резистор 15 низкоомный, величина его сопротивлени R, выбрана такой, что при номинальном токе нагрузки падение напр жени на нем недостаточно дл открывани транзистора 14, а при достижении током нагрузки максимально допустимой величины, падение напр жени на резисторе 15 достигает порога включени транзистора 14, т.е.The resistor 15 is low-resistance, its resistance R is chosen such that at rated load current the voltage drop across it is not enough to open the transistor 14, and when the load current reaches the maximum permissible value, the voltage drop across the resistor 15 reaches the switching threshold of the transistor 14, t .
R R
К«5 Т K “5 T
ewx. максewx. Max
где U j .. - напр жение перехода база - эмиттер транзистора 14 в открытом состо нии; I ..„ Ал-i/r максимально допустимыйwhere U j .. is the base-emitter voltage of the transistor 14 in the open state; I .. „Al-i / r maximum allowed
ОР Д ORD
выходной ток стабилизатора .output current stabilizer.
Таким образом, при достижении значением выходного тока стабилизатора максимально допустимой величины открываетс транзистор 14, при этом конденсатор 19 зар жаетс до напр жени большего, чем напр жение на выходном выводе 21, и диод 17 открываетс . Это повышенное напр жение через резистор 6 подаетс на пр мой входThus, when the value of the output current of the stabilizer reaches its maximum permissible value, the transistor 14 opens, while the capacitor 19 is charged to a voltage higher than the voltage at the output terminal 21, and the diode 17 opens. This overvoltage through resistor 6 is applied to the direct input
компаратора 4, в результате последний переключаетс в единичное состо ние и транзисторы 17., 13 закрываютс . Ток через резистор 15 прекращаетс и транзистор 14 также закрываетс . Но компаратор 4 продолжает удерживатьс в единичном состо нии за счет энергии, накопленной в конденсаторе 19.the comparator 4, as a result, the latter is switched to the single state and the transistors 17, 13 are closed. The current through the resistor 15 is stopped and the transistor 14 is also closed. But the comparator 4 continues to be held in unit state due to the energy stored in the capacitor 19.
Напр жение на выходных выводах 21, 22 при этом уменьшаетс до нул . Лиод 18 открываетс и напр жение на инверсном входе компаратора 4 уменьшаетс и становитс равным падению напр жени на открытом диоде 18. Конденсатор 19 разр жаетс через диод 17, резисторы 6,7, а также через резистор 10. Напр жение на конденсаторе 19, а следовательно , и на пр мом входе компаратора 4 уменьшаетс . Когда напр жение на пр мом входе компаратора 4 станет равным напр жению на инверсном входе, т.е. падению напр жени на открытом диоде 18, компаратор 4 переключаетс в нулевое состо ние.The voltage at the output terminals 21, 22 decreases to zero. The diode 18 opens and the voltage at the inverted input of the comparator 4 decreases and becomes equal to the voltage drop across the open diode 18. The capacitor 19 discharges through the diode 17, the resistors 6.7, and also through the resistor 10. The voltage on the capacitor 19, and therefore , and at the direct input of the comparator 4 is reduced. When the voltage at the direct input of the comparator 4 becomes equal to the voltage at the inverse input, i.e. the voltage drop across the open diode 18, the comparator 4 switches to the zero state.
Благодар этому открываютс транзисторы 12,13. Через резистор 15 и переход коллектор-эмиттер силового транзистора 13 начинает протекать ток. Благодар наличию дроссел в фильтре 20 этот ток плавно увеличиваетс . 1:адение напр жени на резисторе 15 увеличиваетс . И если ток на выходе стабилизатора достигает максимальной величины, то падение напр жени на резисторе 15 увеличиваетс настолько, что оп ть открываетс транзистор 14, что приводит к зар ду конденсатора 19 и выключению транзисторов 12 и 13. Затем все процессы повтор ютс , как описано выше. Таким образом производитс ограничение выходного тока стабилизатора.Due to this, transistors 12,13 are opened. Through the resistor 15 and the transition of the collector-emitter of the power transistor 13 begins to flow current. Due to the presence of drossel in the filter 20, this current increases smoothly. 1: The voltage drops across the resistor 15 increases. And if the current at the output of the stabilizer reaches a maximum value, the voltage drop across resistor 15 increases so much that transistor 14 opens again, which charges capacitor 19 and turns off transistors 12 and 13. Then all the processes are repeated as described above. . Thus, the output current of the stabilizer is limited.
Включение датчика тока в разрыв цепи между эмиттером транзистора 12 и коллектором транзистора 13 уменьшает напр жение между коллектором и эмиттером силового транзистора 13, когда последний находитс в открытом состо нии . При этом напр жение UK3 открытого силового транзистора 13 равноThe inclusion of a current sensor in the open circuit between the emitter of the transistor 12 and the collector of the transistor 13 reduces the voltage between the collector and the emitter of the power transistor 13 when the latter is in the open state. In this case, the voltage UK3 of the open power transistor 13 is equal to
икэ(ь Ufois+Uiotz идг где U j. - напр жение база-эмиттер транзистора 13 в режиме насыщени ; и к э напр жение насыщени коллектор-эмиттер транзистора 1 2 в режиме насыщени ;ike (Ufois + Uiotz and where U j. - base-emitter voltage of transistor 13 in saturation mode; and e saturation voltage of collector-emitter of transistor 1 2 in saturation mode;
. . 20 5. . 20 5
о .0 o .0
5five
5five
00
5five
U. - напр жение между силовьвчи выводами датчика тока при протекании через него тока .U. is the voltage between the power supply terminals of the current sensor when current flows through it.
При использовании в качестве датчика тока резистора 15When used as a current sensor resistor 15
UAT U 5 I«5 R 5.UAT U 5 I «5 R 5.
где U). - падение напр жени на резисторе 15;where u). - voltage drop across resistor 15;
I ,У - ток, протекающий через резистор 15;I, Y - the current flowing through the resistor 15;
R ,5- - величина сопротивлени резистора 15.R, 5- is the resistance value of the resistor 15.
-.Так как ток коллектора силового транзистора 13 приблизительно равен току его эмиттера, то ток через резистор 15 приблизительно равен выходному току стабилизатора.Since the collector current of the power transistor 13 is approximately equal to the current of its emitter, the current through the resistor 15 is approximately equal to the output current of the stabilizer.
Уменьшение напр жени на силовом транзисторе 13, когда последний находитс в открытом состо нии, на величину 11дт уменьшает мощность, рассеиваемую на этом транзисторе, что приводит к экономии металла, из которого изготавливаетс теплоотвод силового транзистора 13(и к повышению надежности .Reducing the voltage on the power transistor 13 when the latter is in the open state reduces the power dissipated on this transistor by an amount of 11dt, which saves the metal from which the heat sink of the power transistor 13 is made (and improves reliability.
Если на выходных выводах 21, 22 стабилизатора необходимо получить стабилизированное напр жение большее, чем выходное напр жение источника 3 опорного напр жени , то устанавливаетс резистор 23. При этом резисторы 23 и 7 образуют делитель напр жени .If at the output pins 21, 22 of the stabilizer it is necessary to obtain a stabilized voltage greater than the output voltage of the source 3 of the reference voltage, then a resistor 23 is installed. The resistors 23 and 7 form a voltage divider.
При этом на выходных выводах Л 1,22 стабилизатора будет поддерживатьс такое апр жение, при котором напр жение на резисторе 23 будет равно напр жению на выходе источника 3 опор-ч ного напр жени . При этом диод 18 заперт разностью потенциалов между выводом 21 и выходом источника 3 опорного напр жени . В остальном стабилизатор работает точно так же, как и при отсутствии резистора 23.At the same time, at the output terminals L 1,22 of the stabilizer, such a pressure will be maintained at which the voltage on the resistor 23 will be equal to the voltage on the output of the source 3 of the reference voltage. In this case, the diode 18 is locked by a potential difference between the output 21 and the output of the source 3 of the reference voltage. The rest of the stabilizer works in the same way as in the absence of a resistor 23.
Величины сопротивлени резисторов 8 и 9 определ ютс типом используемого транзистора 12 и выходными характеристиками компаратора 4. Так, если транзистор 12 - полевой или компаратор 4 имеет большое выходное сопротивление, то его выход может непосредственно подключатьс к базе либо затвору транзистора 12. При этом резисторы 8 и 9 могут отсутствовать , т.е. сопротивление резистора 9, равно нулю. Если пр мой вход компаратора 4 может пыдерживать входное напр жение, поступающее на вывод ., то катод диода 17 может быть i соединен непосредственно к пр мому входу компаратора 4, т.е. резистор 6 также может быть исключен.The resistance values of resistors 8 and 9 are determined by the type of transistor 12 used and the output characteristics of comparator 4. So, if transistor 12 is a field or comparator 4 has a large output resistance, its output can be directly connected to the base or gate of transistor 12. Resistors 8 and 9 may be absent, i.e. the resistance of the resistor 9 is zero. If the direct input of the comparator 4 can suppress the input voltage to the output, then the cathode of the diode 17 can be i connected directly to the direct input of the comparator 4, i.e. resistor 6 can also be excluded.
Упрощение схемы стабилизатора позвол ет снизить его стоимость.Simplifying the stabilizer circuit reduces its cost.
Повышение надежности стабилизатора , достигаемое путем его упроще- ни , введени задиты от перегрузок и снижени рассеиваемой мощности на силовом транзисторе, уменьшает затраты на эксплуатацию стабилизатора и увеличивает срок его службы.Improving the reliability of the stabilizer, achieved by simplifying it, introducing it, is overwhelmed by overloads and reducing power dissipation on the power transistor, reduces the cost of operating the stabilizer and increases its service life.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884446668A SU1658132A1 (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Pulse stabilizer of constant voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884446668A SU1658132A1 (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Pulse stabilizer of constant voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1658132A1 true SU1658132A1 (en) | 1991-06-23 |
Family
ID=21383900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884446668A SU1658132A1 (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Pulse stabilizer of constant voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1658132A1 (en) |
-
1988
- 1988-06-23 SU SU884446668A patent/SU1658132A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
В.Ю.Романов и др. Источник питани . Микропроцессорные средства и системы, № 3, 1986, с. 56-59. Авторское свидетельство СССР № 1164834, кл. Н 02 М 3/137, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0650250B1 (en) | DC-to-DC converter operating in a discontinuous mode | |
US5952740A (en) | Load drive device | |
KR100381971B1 (en) | Self-contained DC-DC converter | |
US5001373A (en) | Active clamp circuit with immunity to zener diode microplasmic noise | |
EP0371928A2 (en) | Protection of power converters from voltage spikes | |
US4849845A (en) | Transient suppressor | |
US4556838A (en) | Electronic switch | |
US4322787A (en) | Closed loop low voltage up-converter | |
US4904889A (en) | Circuit for driving electronic devices with a low supply voltage | |
US6256179B1 (en) | Switching power supply apparatus | |
US5506478A (en) | AC ignition system with optimized electronic circuit | |
US6246597B1 (en) | A.C./D.C. converter having a linearly controllable one-way switch, and using no high voltage passive components | |
US4962346A (en) | Transitory current recirculation through a power switching transistor driving an inductive load | |
SU1658132A1 (en) | Pulse stabilizer of constant voltage | |
US4347561A (en) | Alternating current to direct current power supply | |
US4456836A (en) | Gate circuit for gate turn-off thyristor | |
US4028612A (en) | Dynamic current limiter for switching voltage regulators | |
JPH0260093B2 (en) | ||
US6124703A (en) | Voltage stabilizer configuration | |
US4571501A (en) | Electronic control circuit | |
RU2074492C1 (en) | Secondary power supply | |
SU1674090A1 (en) | Dc pulse control device | |
SU1073759A1 (en) | Pulse d.c.voltage regulator | |
SU1527695A1 (en) | Dc voltage converter | |
SU1257788A1 (en) | D.c.voltage converter |