SU1700547A1

SU1700547A1 - Voltage regulator

Info

Publication number: SU1700547A1
Application number: SU894764300A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Кожекин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт "Электронстандарт"
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-12-23

Description

1one

(21)1 764300/07(21) 1 764300/07

(22)04.12.89(22) 04.12.89

(46) 23.12.91. Бюл. И 47(46) 12/23/91. Bul And 47

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт Электронстандарт(71) All-Union Scientific Research Institute Electronstandard

(72)В.Ф.Кожекин(72) V.F.Kozhekin

(53)621.316.722,1(088.8)(53) 621.316.722.1 (088.8)

(56)1. Авторское свидетельство СССР № 1332294, кл. с 05 F 1/569, 1986. .(56) 1. USSR Author's Certificate No. 1332294, cl. C 05 F 1/569, 1986..

2. Применение интегральных схем. Справочное руководство под ред.А.Уль- мса.- М.:-Мир, 1987, ч. 1-432, с.270, рис.5.9.2. Application of integrated circuits. Reference guide edited by A. Ulmsa.- M .: - Mir, 1987, p. 1-432, p.270, Fig.5.9.

(54)СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ(54) VOLTAGE STABILIZER

(57)Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани различной радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени - расширение области использовани путем увеличени диапазона изменени напр жени и тока. Новое решение в организации цепей защиты устройства от перегрузок по току с помощью компаратора путем управлени усилителем ошибки и первым транзистором соответственно регулирующего транзистора уменьшает диапазон изменени тока нагрузки и увеличивает диапазон выходного напр жени стабилизатора. 1 ил.(57) The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply systems of various electronic equipment. The purpose of the invention is to expand the field of use by increasing the range of voltage and current variations. A new solution in the organization of overcurrent protection circuits using a comparator by controlling the error amplifier and the first transistor, respectively, the regulating transistor, reduces the range of variation of the load current and increases the range of the output voltage of the stabilizer. 1 il.

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани различной радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply systems of various electronic equipment.

Известен стабилизатор посто нного напр жени , в котором управление регулирующим транзистором осуществл етс первым транзистором, эмиттер которого через резистор соединен с входной клеммой, а база с источником опорного напр жени , коллектор соединен с выходом блока управлени Јlj.A DC voltage regulator is known in which the control transistor is controlled by a first transistor, the emitter of which is connected to the input terminal through a resistor, and the base is connected to a voltage source, and the collector is connected to the output of the control unit Јlj.

Данное устройство имеет низкую стабильность работы, температурный дрейф порога срабатывани , вли ние схемы защиты на регулирующий, транзистор и в нем не предусмотр.е-. на возможность изменени выходного напр жени . Все это ограничивает область использовани устройства.This device has low operation stability, temperature drift of the response threshold, the effect of the protection circuit on the control transistor and in it is not provided. on the possibility of changing the output voltage. All this limits the use of the device.

Известен также стабилизатор напр жени , который содержит регулирующий тракзистор, усилитель ошибок , источник опорного напр жени , источник тока, транзисторы ограничени тока и теплового выключени , датчик тока.,делитель,диод, первый и второй резисторы. Усилитель ошибки сравнивает напр жение от источника опорного напр жени с напр жением со среднего вывода делител , измен проводимость регулирующего транзистора и,соответственно,поддержива выходное напр жение устройства. При падении напр жени на датчике тока, меньшем напр жени открывани , транзистор ограничени тока закрыт и на работу регулирующего транзистора не вли ет. Если же напр жение на резисторе превышает этот уровень, транзистор открываетс и ограничивает д.A voltage regulator is also known, which contains a regulating breaker, an error amplifier, a reference source, a current source, current limiting and thermal switching transistors, a current sensor, a divider, a diode, and first and second resistors. The error amplifier compares the voltage from the reference voltage source with the voltage from the average output of the divider, changing the conductivity of the control transistor and, accordingly, maintaining the output voltage of the device. When the voltage across the current sensor is lower than the opening voltage, the current limiting transistor is closed and does not affect the operation of the regulating transistor. If the voltage across the resistor exceeds this level, the transistor opens and limits d.

ОABOUT

оabout

0101

4 14 1

нейший рост тока. Транзистор теплового включени , на базу которого задаетс предварительное смещение,обеспечивает тепловую защиту устройства 2.5the greatest increase in current. The thermal inclusion transistor, on the basis of which the preliminary bias is set, provides thermal protection of the device 2.5

Одним из недостатков схем, в которых используетс транзистор ограничени тока вл етс снижение.КПД вторичного источника из-за потерь. (О мощности в датчике тока. Дл уменьшени этих потерь сопротивление резистора датчика тока выбирают возможно меньшим, однако в этом случае требуетс повышение чувствительно- $ сти органа защиты. Из-за относительно большого напр жени , необходимого дл открывани транзистора, требуетс применение резистора1с большой мощностью рассени . Кроме того, па- 20 дение напр жени на этом резисторе снижает максимальную амплитуду выходного сигнала. Не менее важным обсто тельством вл етс ограничение максимального выходного напр жени 25 параметрами (максимальным выходным напр жением) усилител ошибки, при реализации которого на операционном усилителе общего применени величина его не превышает (10-12)В.One of the drawbacks of circuits in which a current limiting transistor is used is a reduction. The KPD of the secondary source due to losses. (About the power in the current sensor. To reduce these losses, the resistance of the current sensor is chosen as low as possible, however, in this case, an increase in the sensitivity of the protection element is required. Because of the relatively high voltage required to open the transistor, it is necessary to use a high-power resistor In addition, the voltage drop across this resistor reduces the maximum amplitude of the output signal. Another important factor is to limit the maximum output voltage of 25 para trams (maximum output voltage) error amplifier, when implemented on a general-purpose operational amplifier, its magnitude does not exceed (10-12) V.

В целом указанные недостатки ограничивают область использовани устройства .In general, these disadvantages limit the scope of use of the device.

Целью изобретени вл етс расширение области использовани устройства .The aim of the invention is to expand the field of use of the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в стабилизатор напр жени , содержащий усилитель ошибки, источник опорного напр жени , источник тока, 40 регулирующий транзистор, первый и второй транзисторы, датчик тока, делитель , диод, первый и второй резисторы , причем источник тока включенThe goal is achieved by the fact that a voltage regulator containing an error amplifier, a reference voltage source, a current source, a control transistor 40, the first and second transistors, a current sensor, a divider, a diode, the first and second resistors, the current source on

30thirty

3535

и ключ, причем первый и второй вхо ды компара-fopa соединены с соответ ствующими выводами датчика тока, а выход соединен с первым входом три гера, выход которого соединен с ба зой первого транзистора, с вторым выводом второго резистора и с вхо дом ключа, первый выход которого со единен с входом управлени усилител ошибки, выход которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с базой ре гулирующего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, первый вывод дио да соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, а второй вывод с общей шиной, с неинвертирующим входом усилител ошибки, вто рым выводом ключа и базой второго транзистора, при этом усилитель ошибки вывполнен программируемым.and a key, the first and second inputs of the Compara-fopa are connected to the corresponding outputs of the current sensor, and the output is connected to the first input of a triger, the output of which is connected to the base of the first transistor, to the second output of the second resistor and to the input of the switch, the first the output of which is connected to the control input of the error amplifier, the output of which is connected to the emitter of the second transistor, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the collector of which is connected to the second output of the first resistor, the first output of the diode is connected to the first the terminals of the first and second resistors, and the second terminal with a common bus, with a non-inverting input of the error amplifier, the second output of the key and the base of the second transistor, while the error amplifier is programmable.

Управление регулирующим транзистором через второй транзистор, база которого соединена с общим проводом позвол ет увеличить диапазон изменени выходного напр жени . Исполь зование компаратора позвол ет умень шить значение сопротивлени датчика тока, соответственно, диапазон конт ролируемого тока нагрузки.The control of the regulating transistor through the second transistor, the base of which is connected to the common wire, allows to increase the range of the output voltage. The use of a comparator allows to reduce the resistance value of the current sensor, respectively, the range of the monitored load current.

Новое решение в оргауиззции цепе защиты устройства от перегрузок по току с помощью компаратора путем уп равлени усилителем ошибки и первым транзистором соответственно регулирующего транзистора позвол ет умень шить значение сопротивлени датчика тока, соответственно, увеличить диа пазон изменени тока нагрузки, увеличить диапазон (максимальное значение ) выходного напр жени устройства , а в целом обеспечить расшимежду коллектором и базой, база регу-45 рение области использовани стабиA new solution in organizing the circuit of protection of the device against overcurrent by using a comparator by controlling the error amplifier and the first transistor according to the regulating transistor allows reducing the resistance value of the current sensor, respectively, increasing the range of load current variation, increasing the range (maximum value) of the output current the voltage of the device, and in general, ensure that the collector and the base are separated, the base regulates the use of

лирующего транзистора соединена с колектором первого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, с которой также соединены источник опорного напр жени и первый входной вывод делител , средний вывод которого соединен с инвертирующим входом усилител ошибки, а второй входной вывод - с первым выводом датчика тока, второй вывод которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора , первые выводы первого и второго резисторов соединены между собой , введены компаратор, триггерThe switching transistor is connected to the collector of the first transistor, the emitter of which is connected to a common bus, to which the reference voltage source and the first input terminal of the divider are also connected, the middle output of which is connected to the inverting input of the error amplifier, and the second input terminal to the first output of the current sensor, the second terminal of which is connected to the emitter of the regulating transistor, the first terminals of the first and second resistors are interconnected, a comparator and a trigger are introduced

О $ 0 5 About $ 0 5

0 0

00

5five

и ключ, причем первый и второй входы компара-fopa соединены с соответствующими выводами датчика тока, а выход соединен с первым входом триггера , выход которого соединен с базой первого транзистора, с вторым выводом второго резистора и с входом ключа, первый выход которого соединен с входом управлени усилител ошибки, выход которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, первый вывод диода соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, а второй вывод с общей шиной, с неинвертирующим входом усилител ошибки, вторым выводом ключа и базой второго транзистора, при этом усилитель ошибки вывполнен программируемым.and a key, the first and second inputs of the Compara-fopa are connected to the corresponding terminals of the current sensor, and the output is connected to the first trigger input, the output of which is connected to the base of the first transistor, to the second output of the second resistor and to the input of the key, the first output of which is connected to the input control error amplifier, the output of which is connected to the emitter of the second transistor, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the collector of which is connected to the second output of the first resistor, the first output of the diode is connected to the first first and second resistors, and a second output with a common bus, with a non-inverting input of the error amplifier, a second output of the key and the base of the second transistor, while the error amplifier is programmable.

Управление регулирующим транзистором через второй транзистор, база которого соединена с общим проводом, позвол ет увеличить диапазон изменени выходного напр жени . Использование компаратора позвол ет уменьшить значение сопротивлени датчика тока, соответственно, диапазон контролируемого тока нагрузки.The control of the regulating transistor through the second transistor, the base of which is connected to the common wire, allows increasing the range of variation of the output voltage. The use of a comparator reduces the resistance value of the current sensor, respectively, the range of the monitored load current.

Новое решение в оргауиззции цепей защиты устройства от перегрузок по току с помощью компаратора путем управлени усилителем ошибки и первым транзистором соответственно регулирующего транзистора позвол ет уменьшить значение сопротивлени датчика тока, соответственно, увеличить диапазон изменени тока нагрузки, увеличить диапазон (максимальное значение ) выходного напр жени устройства , а в целом обеспечить расши0A new solution in organizing the circuits of protection of the device against overcurrent by means of a comparator by controlling the error amplifier and the first transistor, respectively, the regulating transistor allows reducing the resistance value of the current sensor, respectively, increasing the range of variation of the load current, increasing the range (maximum value) of the output voltage of the device and generally provide expansion

лизатора напр жени .lysator voltage.

На чертеже изображена структурна схема стабилизатора напр жени .The drawing shows a structural diagram of a voltage regulator.

Устройство содержит регулирующий транзистор 1, источник 2 тока, первый резистор 3, первый транзистор , второй транзистор 5, усилитель 6 ошибки, делитель 7, источник 8 опорного напр жени , датчик 9 тока, ком-; паратор 10, триггер 11, второй резистор 12, ключ 13 и диод 1.The device contains a regulating transistor 1, a current source 2, a first resistor 3, a first transistor, a second transistor 5, an error amplifier 6, a divider 7, a voltage source 8, a current sensor 9, com-; Parator 10, the trigger 11, the second resistor 12, the key 13 and the diode 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В исходном состо нии нагрузка стабилизатора напр жени не выше номинальной , падение напр жени на датчике 9 тока меньше напр жени срабатывани компаратора, триггер 11 в ис- ходном состо нии, соответственно вывод управлени усилител 6 ошибки через ключ 13 соединен с общим проводом , т.е. задаетс режим обычного усилител , сравнивающего два напр жени : с источника 8 опорного напр жени и среднего вывода делител 7. На базу первого транзистора k подано напр жение с диода 1k и он не оказы- вает вли ни на регулирующий транзистор 1. Усилитель 6 ошибки через второй транзистор 5 управл ет- проводимостью регулирующего транзистора 1, обеспечива посто нство выходного напр жени устройства . При превышении тока нагрузки номинальной величины срабатывает компаратор 10 и триггер 11, который с помощью ключа 13 переводит усилитель 6 ошибки в режим микротоков (выходное напр жение стремитс к нулю), а дл повышени надежности защиты используетс первый транзистор А, также управл емый триггером 11.In the initial state, the voltage regulator load is not higher than the nominal, the voltage drop on the current sensor 9 is less than the comparator tripping voltage, the trigger 11 is in the initial state, respectively, the control output of the error amplifier 6 through the switch 13 is connected to the common wire, t. e. The mode of the usual amplifier is set, which compares two voltages: from the source 8 of the reference voltage and the middle output of the divider 7. The base of the first transistor k is supplied from the 1k diode and it does not affect the control transistor 1. The amplifier 6 errors through The second transistor 5 controls the conductivity of the regulating transistor 1, ensuring the stability of the output voltage of the device. When the load current exceeds the nominal value, the comparator 10 and the trigger 11 are triggered, which with the help of the key 13 transfers the error amplifier 6 into the microcurrent mode (the output voltage tends to zero), and the first transistor A, also controlled by the trigger 11, is used to increase the reliability of the protection.

Claims

The technical efficiency of the device is determined by the minimum effect of the protection circuits on the circuits that determine the main technical parameters of the stabilizer — the rated current and voltage, i.e. to the source of the reference voltage, the error amplifier, the second and regulating transistors. The minimization of the resistance of the current sensor, an indirect pathway to the regulating protection element operating in the key mode, made it possible to expand the range of voltage and current variations and accordingly expand the range of use. Invention Formula

Voltage stabilizer containing an error amplifier, source of supports

P 0 5 0

0 5

five

voltage, current source, regulating transistor, first and second transistors, current sensor, divider, diode, first and second resistors, the current source connected between the collector and the base, the base of the regulating transistor is connected to the collector of the first transistor, the emitter of which is connected to the common bus, which is also connected to the voltage source and the first input pin of the divider, the middle pin of which is connected to the inverting input of the error amplifier, and the second input pin to the first pin of the current sensor, the second The output of which is connected to the emitter of the regulating transistor, the first terminals of the first and second resistors are interconnected, characterized in that, in order to expand the use area by increasing the voltage and current variation range, a comparator, a trigger and a switch are inserted into it, and the second inputs of the comparator are connected to the corresponding terminals of the current sensor, and the output is connected to the first trigger input, the output of which is connected to the base of the first transistor, to the second output of the second resistor and to the key input, the first the output of which is connected to the control input of the error amplifier, the output of which is connected to the emitter of the second transistor, the collector of which is connected to the base of the regulating transistor, the collector of which is connected to the second terminal of the first resistor, the first diode terminal is connected to the first terminals of the first and second resistors, and the second output is with a common bus, with a non-inverted input of the error amplifier, a second key output and the base of the second transistor, while the error amplifier is programmable.

xb

L