SU1677703A1

SU1677703A1 - Constant voltage regulator

Info

Publication number: SU1677703A1
Application number: SU894731673A
Authority: SU
Inventors: Иван Александрович Фокин
Original assignee: И.А.Фокин
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани радиоэлектронной аппаратуры . Цель - повышение КПД и надежности работы. Стабилизатор содержит регулирующие транзисторы 1 1-1 4, отключающие транзисторы 2.1-2.3, вспомогательные транзисторы 3.1-3.3, резисторы 4.1-4.3 смещени первой группы, резисторы 5.1-5.4 смещени второй группы, резисторы 6.1-6.3 смещени третьей группы, управл ющие диоды 7.1-7.3 первой группы, управл ющие диоды 8.1-8.3 второй группы, усилитель 9 сигнала рассогласовани . Работа стабилизатора основана на пропускании тока нагрузки через регулирующий транзистор с минимальным падением напр жени между коллектором и эмиттером. Напр жени используемых первичных источников питани возрастают в пор дке их подключени При максимальном входном напр жении ток нагрузки проходит только через регулирующий транзистор 1.1 По мере возрастани входного напр жени происходит последовательный перевод в открытое состо ние других регулирующих транзисторов и закрытие предыдущих, При снижении входного напр жени процесс переключени регулирующих транзисторов осуществл етс в обратном пор дке. Выход усилител 9 сигнала рассогласовани всегда подключен только к базе одного из регулирующих транзисторов . 1 ил. ЁThe invention relates to electrical engineering, in particular, to sources of secondary power supply for electronic equipment. The goal is to increase efficiency and reliability. The stabilizer contains modulating transistors 1 1-1 4, disconnecting transistors 2.1-2.3, auxiliary transistors 3.1-3.3, resistors 4.1-4.3 bias the first group, resistors 5.1-5.4 bias the second group, resistors 6.1-6.3 bias the third group, control diodes 7.1 -7.3 of the first group, control diodes 8.1-8.3 of the second group, amplifier 9 of the error signal. The operation of the stabilizer is based on passing the load current through the regulating transistor with the minimum voltage drop between the collector and the emitter. The voltages of the used primary power sources increase in the order of their connection. At the maximum input voltage, the load current passes only through the control transistor 1.1. As the input voltage rises, the other control transistors turn into the open state and close, the input voltage decreases. The switching process of the control transistors is reversed. The output of the error signal amplifier 9 is always connected only to the base of one of the control transistors. 1 il. Yo

Description

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл использовани при реализации вторичного электропитани радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and is intended for use in the implementation of secondary power supply of electronic equipment.

Цель изобретени - повышение КПД и надежности работы.The purpose of the invention is to increase efficiency and reliability.

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

Он содержит регулирующие п-р-п-тран- зисторы 1.1-1.4, отключающие п-р-п-тран- эисторы 2.1-2.3, вспомогательные р-п-р-транзисторы 3.1-3.3, резисторы 4.1- 4.3 смещени первой группы, резисторыIt contains regulating pnpn-transistors 1.1-1.4, disconnecting npn-transistors 2.1-2.3, auxiliary pnpn-transistors 3.1-3.3, resistors 4.1- 4.3 of the displacement of the first group, resistors

5.1-5 4 смещени второй группы, резисторы 6.1-6.3 смещени -ретьей группы, управл ющие диоды 7.1-7.3 первой группы, управл ющие диоды 8.1-8.3 второй группы, усилитель 9 сигнала рассогласовани .5.1-5 4 bias of the second group, resistors 6.1-6.3 bias of the third group, control diodes 7.1-7.3 of the first group, control diodes 8.1-8.3 of the second group, amplifier 9 of the error signal.

На схеме отмечены также выводы 10.1- 10.4 дл подключени однопол рных полюсов первичных источников питани с возрастающими в пор дке нумерации выходными напр жени ми, вывод 11 дл подключени других полюсов первичных источников питани , выводы 12,13 дл подключени нагрузки , обща шина 14.The diagram also shows pins 10.1-10.4 for connecting unipolar poles of primary power sources with increasing output voltages in numbering order, pin 11 for connecting other poles of primary power sources, pins 12.13 for connecting load, common bus 14.

СЬ VJ Ч|СЬ VJ Ч |

VI оVi o

WW

Регулирующие транзисторы 1.1-1,4 включеньн коллектор-эмиттерными переходами между выводами 10.1-10.4 и выводом 12. Обща шина 14 включена между выводами 11 и 13. Эмиттеры отключающих транзисторов 2.1-2.3 подключены к базам регулирующих транзисторов 1.1-1.3, а базы - к первым выводам резисторов 4.1-4.3 смещени первой группы. Вход усилител 9 сигнала рассогласовани соединен с выводами 12,13, а выход включен между коллектором отключающего транзистора 2,1 и общей шиной 14. Эмиттер-коллекторные переходы вспомогательных транзисторов 3.1-3.3 включены последовательно между коллектором отключающего транзистора 2.1 и базой регулирующего транзистора 1.4, вторые выводы резисторов 4.1-4.3 смещени первой группы соединены с коллекторами отключающих транзисторов 2.1-2.3, подключенными, начина с транзистора 2.2, к коллект9рам вспомогательных транзисторов 3.1, 3.2. Резисторы 5.1-5.4 смещени второй группы включены между эмиттерами и базами регулирующих транзисторов 1.1- 1.4, резисторы 6.1-6.3 смещени третьей группы - между коллекторами и базами вспомогательных транзисторов 3.1-3,3, управл ющие диоды 7.1-7.3 первой группы - между базами отключающих транзисторов 2.1-2.3 и коллекторами регулирующих транзисторов 1.1-1,3, а управл ющие диоды 8.1-8.3 второй группы - между коллекторами регулирующих транзисторов 1.1-1.3 и базами вспомогательных транзисторов 3.1-3.3.The regulating transistors 1.1-1.4 are connected to the collector-emitter junction between the pins 10.1-10.4 and the pin 12. The common bus 14 is connected between the pins 11 and 13. The emitters of the breaking transistors 2.1-2.3 are connected to the bases of the regulating transistors 1.1-1.3, and the bases to the first pins of resistors 4.1-4.3 offset the first group. The input of the error signal amplifier 9 is connected to the terminals 12,13, and the output is connected between the collector of the tripping transistor 2.1 and the common bus 14. The emitter-collector junction of the auxiliary transistors 3.1-3.3 are connected in series between the collector of the tripping transistor 2.1 and the base of the control transistor 1.4, the second the leads of resistors 4.1–4.3 of the first group are connected to the collectors of the breaking transistors 2.1–2.3, connected, starting from transistor 2.2, to the collectors of the auxiliary transistors 3.1, 3.2. Resistors 5.1-5.4 displacements of the second group are connected between emitters and bases of control transistors 1.1-1.4, resistors 6.1-6.3 displacements of the third group are between collectors and bases of auxiliary transistors 3.1-3.3, control diodes 7.1-7.3 of the first group are between bases of disconnecting transistors 2.1-2.3 and collectors of control transistors 1.1-1.3, and control diodes 8.1-8.3 of the second group - between collectors of control transistors 1.1-1.3 and the bases of auxiliary transistors 3.1-3.3.

Работа стабилизатора основана на пропускании тока нагрузки через регулирующий транзистор с минимальным падением напр жени между коллектором и эмиттером . При максимальном напр жении UBx первичных (входных) источников питани ток нагрузки пропускает только регулирующий транзистор 1.1, управл емый по цепи базы через открытый отключающий транзистор 2.1. Последний находитс в открытом состо нии смещением, подаваемым с коллектора на базу через резистор4,1, Диод 7.1 при этом имеет непровод щее состо ние, поскольку напр жение на его катоде превышает напр жение на аноде. Отключающие транзисторы 2.2, 2.3 также открыты через резисторы 4.2, 4.3, но управл ющее напр жение с выхода усилител 9 сигнала рассогласовани на указанные транзисторы не поступает ввиду того, что вспомогательные транзисторы 3.1, 3.2 закрыты положительными закрывающими смещени ми на их базах , поступающими через открытые диоды 8.1, 8.2. Вспомогательный транзистор ЗЛThe operation of the stabilizer is based on passing the load current through the regulating transistor with the minimum voltage drop between the collector and the emitter. At the maximum voltage UBx of the primary (input) power sources, the load current passes only the regulating transistor 1.1, which is controlled along the base circuit through the open disconnecting transistor 2.1. The latter is in the open state by the bias applied from the collector to the base through a resistor 4,1, while the diode 7.1 has a non-conducting state, because the voltage on its cathode exceeds the voltage on the anode. The cut-off transistors 2.2, 2.3 are also open through resistors 4.2, 4.3, but the control voltage from the output of the error amplifier 9 to the indicated transistors is not received due to the fact that the auxiliary transistors 3.1, 3.2 are closed by positive closing offsets at their bases, coming through the open diodes 8.1, 8.2. Auxiliary transistor PL

закрыт положительным смещением на его базе, поступающим через диод 8.3 с вывода 10,3, относительно эмиттера, который подключен через открытый отключающий транзистор 2,3 и резистор 5.3 к выходу стабилизатора. Токи обратно смещенных переходов вспомогательных транзисторов 3.1-3,3 не создают практически падений напр жени на резисторах 5.2-5.4 в цеп хclosed by a positive bias at its base, coming through a diode 8.3 from the output 10.3, relative to the emitter, which is connected through the open disconnecting transistor 2.3 and resistor 5.3 to the output of the stabilizer. The currents of the reverse biased junctions of the auxiliary transistors 3.1-3.3 do not create practically voltage drops on resistors 5.2-5.4 in the circuits

0 эмиттеров регулирующих транзисторов 1,2- 1.4 и эти транзисторы наход тс в непровод щем состо нии.0 emitters of control transistors 1.2-1.4 and these transistors are in a non-conducting state.

Сопротивлени резисторов 6.1-6.3 выбираютс значительно большими по величи5 не, чем сопротивлени резисторов 5,2-5.4, и падений напр жени относительно эмиттеров транзисторов 1.2-1.4 на делител х, образованных резисторами 6.3 и 5,4, 6.2 и 5.3, 6.1 и 5.2 (при открытых транзисторах 2.2The resistances of resistors 6.1-6.3 are chosen to be much larger in magnitude than the resistances of resistors 5.2-5.4 and the voltage drops relative to the emitters of transistors 1.2-1.4 on the dividers formed by resistors 6.3 and 5.4, 6.2 and 5.3, 6.1 and 5.2 (at open transistors 2.2

0 и 2.3) малы по величине и недостаточны дл открывани регулирующих транзисторов 1.2-1.4. При уменьшении напр жений первичных источников питани до значений, когда напр жение источника, св занного с0 and 2.3) are small in size and insufficient to open control transistors 1.2-1.4. When reducing the voltages of the primary power sources to values where the source voltage associated with

5 выводом 10.1, становитс меньше, чем РЫ- ходное, закрываетс диод 8.1, поскольку напр жение на его аноде, равное входному напр жению UBX источника, становитс меньше, чем напр жение на катоде, кото0 рый подключен через резистор 6.1, открытый отключающий транзистор 2,2 и резистор 5.2 к выходу стабилизатора. Вспомогательный транзистор 3.1 открываетс отрицательным смещением на базе относи5 тельно эмиттера, поступающим через резистор 6.1. и подключает выход усилител 9 сигнала рассогласовани через открытые транзисторы 3.1 и 2.2 к базе регулирующего транзистора 1.2. При этом отключающий5, terminal 10.1, becomes less than PA, the diode 8.1 closes, because the voltage on its anode, equal to the input voltage UBX of the source, becomes less than the voltage on the cathode, which is connected through a resistor 6.1, the open disconnecting transistor 2 , 2 and resistor 5.2 to the output of the stabilizer. Auxiliary transistor 3.1 opens with a negative bias on the base of relatively emitter, coming through resistor 6.1. and connects the output of the error signal amplifier 9 through open transistors 3.1 and 2.2 to the base of the control transistor 1.2. At the same time

0 транзистор 2.1 закрываетс через открытый диод 7.1 напр жением UBX, которое меньше, чем напр жение на его эмиттере, подключенном через резистор 5.1 к выходу стабилизатора .0, the transistor 2.1 is closed through the open diode 7.1 by the voltage UBX, which is less than the voltage across its emitter connected through a resistor 5.1 to the output of the stabilizer.

5Ввиду того, что отключающий транзистор 2.1 оказываетс закрытым, исключаетс шунтирование выхода усилител 9 на выход стабилизатора. При дальнейшем уменьшении входного напр жени UBx, когда напр жение на выходе 10.2 становитс 5 In view of the fact that the disconnecting transistor 2.1 is closed, the output of the amplifier 9 to the output of the stabilizer is avoided. With a further decrease in the input voltage UBx, when the voltage at the output 10.2 becomes

0 меньше выходного напр жени , закрываетс диод 8.2, открываетс вспомогательный транзистор 3.2 и выход усилител 9 оказываетс подключенным к базе регулирующего транзистора 1.3 через силовые электроды0 is less than the output voltage, the diode 8.2 closes, the auxiliary transistor 3.2 opens and the output of the amplifier 9 is connected to the base of the regulating transistor 1.3 through the power electrodes

5 открытых транзисторов 3.1, 3.2 и 2.3. Отключающий транзистор 2.2 закрываетс вследствие открывани диода 7,2 и отключает бззу регулирующего транзистора 1.2 от выхода усилител 9, При минимальном входном напр жении UBx закрываетс диод 8.3 и открываетс вспомогательный транзистор 3.3, присоедин ющий базу регулирующего транзистора 1.4 к выходу усилител 9 через открытые транзисторы 3.1 и 3.2. База регулирующего транзистора 1.3 отключаетс от цепи управлени благодар закрыванию отключающего транзистора 2.3 через открытый диод 7.3. При увеличении входного напр жени UBx процессы протекают в обратном направлении: закрываютс вспомогательные транзисторы 3.3-3.1 и открываютс отключающие транзисторы 2.3-2,1.5 open transistors 3.1, 3.2 and 2.3. The cut-off transistor 2.2 closes due to the opening of the diode 7.2 and disconnects the BZZA regulating transistor 1.2 from the output of the amplifier 9. At the minimum input voltage UBx, the diode 8.3 closes and the auxiliary transistor 3.3 opens, connecting the base of the regulating transistor 1.4 to the output of the amplifier 9 through open transistors 3.1 and 3.2. The base of the regulating transistor 1.3 is disconnected from the control circuit by closing the tripping transistor 2.3 through the open diode 7.3. As the input voltage UBx increases, the processes flow in the opposite direction: the auxiliary transistors 3.3-3.1 close and the tripping transistors 2.3-2.1 open.

Таким образом, выход усилител 8 сигнала рассогласовани всегда подключен к базе только одного регулирующего транзистора , при этом напр жение на выходе усилител 9 практически не увеличиваетс при включении последующих регулирующих транзисторов, что уменьшает потери на ре- гулирование и повышает КПД. Последовательна , четко разграниченна коммутаци используемых транзисторов предопредел ет повышенную эксплуатационную надежность данного стабилизатора.Thus, the output of the error signal amplifier 8 is always connected to the base of only one control transistor, while the voltage at the output of the amplifier 9 practically does not increase when the subsequent control transistors are turned on, which reduces the control losses and increases the efficiency. The consistent, well-defined switching of the used transistors predetermines the increased operational reliability of this stabilizer.

Claims

Invention Formula

A DC voltage regulator containing N control transistors, connected to a collector-emitter junction between the terminals for connecting the unipolar poles of the N primary power sources with increasing output voltage in the order of numbering and the first terminal for connecting the load, common bus, connected between the output to connect the other poles of the primary sources of litany and the second output to connect the load, N-1 tripping transistors

of the same conductivity type, the emitters of which are connected to the bases of control transistors of the same serial numbers, and the bases to the first conclusions of the corresponding

the bias resistors of the first group, the error signal amplifier, whose input is connected to the terminals for connecting the load, and the output is connected between the collector of the first tripping transistor and

common bus, N-1 control diodes of the first group, characterized in that, in order to increase efficiency and reliability of operation, N-1 auxiliary transistors of the opposite type are introduced into it

conductivity, N bias resistors of the second group, N-1 bias resistors of the third group, and N-1 control diodes of the second group, the emitter-collector junctions of the auxiliary transistors connected in series between the collector of the first tripping transistor and the second terminals of the resistor the displacements of the first group are connected to the collectors of the corresponding disconnecting transistors connected, starting from the second, to the collectors of the corresponding auxiliary transistors; The second group is included between the two

emitters and bases of corresponding control transistors; third-group bias resistors — between collectors and bases of corresponding auxiliary transistors; control diodes of the first group — between disconnect transistor bases and collectors of control transistors of the same order number, and control diodes of the second group — between collectors

regulatory transistors and the bases of the corresponding auxiliary transistors.

Uk + 3uU 4

Ub + sh

l / tx + AU