SU1718205A1

SU1718205A1 - Stabilized constant voltage source

Info

Publication number: SU1718205A1
Application number: SU904835043A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Раинчик; Павел Анатольевич Похващев
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1992-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Цель изобретени - повышение коэффициента стабилизации и упрощение устройства. Устройство содержит основной источник 1 напр жени , диод 2, стабилизатор 3, дополнительные первый и последний источники 4 и 5 напр жени , первый и последний каскады 6 и 7, в которые вход т первые транзисторы 8, вторые транзисторы 9, резисторы 10,11.12, дополнительный диод 13, стабилитрон 14, конденсаторы 15. Данное техническое решение упрощено благодар использованию одного стабилизатора напр жени на любое количество ключевых каскадов, что повышает его надежность . Вторым положительным свойством вл етс обеспечение стабилизации в зоне переключени дополнительных источников напр жени , что повышает коэффициент стабилизации и уменьшает пульсации выходного напр жени стабилизированного источника питани . 1 ил. (Л С 00 Ю О елThe invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase the stabilization factor and simplify the device. The device contains the main source 1 voltage, diode 2, stabilizer 3, the additional first and last sources 4 and 5 of the voltage, the first and last stages 6 and 7, which include the first transistors 8, the second transistors 9, resistors 10, 11.12, additional diode 13, zener diode 14, capacitors 15. This technical solution is simplified due to the use of a single voltage regulator for any number of key stages, which increases its reliability. The second positive feature is the provision of stabilization in the switching zone of additional voltage sources, which increases the stabilization factor and reduces the ripple of the output voltage of the stabilized power source. 1 il. (L S 00 Yu O ate

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитани радио- и телевизионной аппаратуры .The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply devices for radio and television equipment.

Известен стабилизатор посто нного на- пр жени , содержащий основной и дополнительный источник питани , два стабилизирующих каскада линейного типа, соединенные последовательно, диод, соедин ющий выход основного источника пи- тани с входом второго стабилизирующего каскада 1, Данный стабилизатор сложен, так как содержит два самосто тельных стабилизатора напр жени .The constant voltage stabilizer is known, which contains a main and auxiliary power source, two linear-type stabilizing cascades connected in series, a diode connecting the output of the main power source to the input of the second stabilizing cascade 1, This stabilizer is complex, as it contains two self voltage stabilizer.

Известен также стабилизированный ис- точник питани посто нного напр жени , содержащий основной источник напр жени и N дополнительных, причем все стабилизаторы соединены выходами параллельно между собой и подключены к выходным шинам, выходы основного и N-1 дополнительных стабилизаторов напр жени подключены к выходам соответствующих основных и N-.1 дополнительных источников питани через диоды, а выход N-ro дополнительного стабилизатора соединен с выходом N-ro дополнительного источника напр жени непосредственно, все источники напр жени соединены последовательно между собой, причем выходное на- пр жение стабилизатора, подключенного к большему числу последовательно соединенных источников напр жени , меньше, чем выходное напр жение стабилизатора, подключенного к меньшему числу указан- ных источников 2.Also known is a stabilized DC power source, containing the main voltage source and N additional, all stabilizers connected by outputs in parallel with each other and connected to output buses, the outputs of the main and N-1 additional voltage regulators connected to the outputs of the corresponding main voltage regulators. and N-.1 additional power sources through diodes, and the output N-ro of an additional stabilizer is connected to the output N-ro of an additional voltage source directly, all sources of voltage They are connected in series with each other, with the output voltage of a stabilizer connected to a larger number of series-connected voltage sources less than the output voltage of a stabilizer connected to a smaller number of indicated sources 2.

Недостатком данного источника также вл етс его сложность, обусловленна наличием полностью самосто тельных стабилизаторов напр жени по числу источников питани . Кроме того, в точке перехода стабилизации от предыдущего стабилизатора к последующему существует зона, в. которой отсутствует стабилизаци , Это обусловлено тем, что регулирующий транзистор последу- ющего стабилизатора находитс в состо нии насыщени и при переключении на указанный стабилизатор тока нагрузки стабилизаци напр жени отсутствует до выхода регулирующего транзистора стабилизатора из состо ни насыщени , В указанной области заметно возрастают пульсации напр жени .The disadvantage of this source is also its complexity, due to the presence of fully self-contained voltage stabilizers in terms of the number of power sources. In addition, at the transition point of stabilization from the previous stabilizer to the next, there is a zone, c. which is not stabilized. This is due to the fact that the regulating transistor of the next stabilizer is in the saturation state and when switching to the specified load current stabilizer there is no voltage stabilization until the stabilizing regulator transistor leaves the saturation state. .

Цель изобретени - повышение коэффициента стабилизации и упрощение устройства .The purpose of the invention is to increase the stabilization factor and simplify the device.

Цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее соединенные последовательно основной и N дополнительных источников напр жени , стабилизатор посто нногоThe goal is achieved by the fact that in a device containing a series-connected main and N additional voltage sources, a constant stabilizer

напр жени , вход которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с положительной шиной основного источника напр жени , введены стабилитрон и N ключевых каскадов, каждый из которых содержит n-p-п- и p-n-p-транзисторы, три резистора и конденсатор, при этом N-1 ключевых каскадов содержат дополнительный диод, положительна шина каждого из N-1 дополнительных источников напр жени соединена с анодом дополнительного дио- дэ, катод которого соединен с первым выводом первого резистора и с эммитером p-n-p-транзистора, коллектор которого использован в качестве выхода ключевого каскада , а база через второй резистор соединена с коллектором п-р-п-транзисто- ра, эмиттер которого соединен с одним выводом конденсатора и отрицательной шиной соответствующего дополнительного источника напр жени , а база соединена с вторыми выводами первого резистора и конденсатора и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого использован в качестве входа ключевого каскада, при этом в N-м дополнительном каскаде положительна шина дополнительного источника напр жени соединена с эмиттером p-n-p-транзистора непосредственно, выходы ключевых каскадов объединены и соединены с входом стабилизатора посто нного напр жени , а вторые выводы третьих резисторов объединены и соединены с катодом стабилизатора, анод которого соединен с выходом стабилизатора посто нного напр жени .voltage, the input of which is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the positive bus of the main voltage source, introduced a Zener diode and N key stages, each of which contains np-p- and pnp-transistors, three resistors and a capacitor, while N- 1 key stages contain an additional diode, the positive bus of each of the N-1 additional voltage sources is connected to the anode of the additional diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the first resistor and to the emitter of the pnp transistor The base is connected to the collector of a pnp transistor, the emitter of which is connected to one capacitor terminal and the negative bus of the corresponding additional voltage source, and the base is connected to the second terminals of the first resistor and the capacitor and the first output of the third resistor, the second output of which is used as the input of the key stage, while in the Nth additional stage the positive bus of the additional voltage source is connected to the emit The pnpp transistor is directly connected, the outputs of the key stages are combined and connected to the input of a constant voltage regulator, and the second terminals of the third resistors are combined and connected to the cathode of a stabilizer, the anode of which is connected to the output of a constant voltage stabilizer.

На чертеже представлена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит основной источник 1 напр жени , диод 2, стабилизатор 3 посто нного напр жени , дополнительные первый и последний источники 4 и 5 напр жени , первый и последний ключевые каскады 6 и 7, в которые вход т первые транзисторы 8, вторые транзисторы 9, резисторы 10, 11, 12, дополнительный диод 13, стабилитрон 14, конденсаторы 15.The device contains the main source 1 voltage, diode 2, stabilizer 3 constant voltage, additional first and last sources 4 and 5 of the voltage, the first and last key stages 6 and 7, which include the first transistors 8, the second transistors 9, resistors 10, 11, 12, additional diode 13, zener diode 14, capacitors 15.

Стабилизатор 3 посто нного напр жени подсоединен к основному источнику 1 напр жени через диод 2. Дополнительные источники 4, 5 напр жени соединены последовательно с основным. Ключевые каскады 6 и 7 состо т из транзистора 8 типа р-п-р, эмиттер которого через первый резистор 10 соединен с базой второго транзистора 9 типа n-p-п. База транзистора 8 через второй резистор 11 соединена с коллектором транзистора 9. а коллекторы транзисторов 8 всех ключевых каскадов объединены и подсоединены к входу стабилизаторз 3 посто нного напр жени . Эмиттер транзистора 8 ключевого каскада б подключен через диод 13 к положительной шине дополнительного источника 4 напр жени , а эмиттер транзистора 8 ключевого каскада 7 подклюиен к положительной шине дополнительного источника 5 непосредственно . Эмиттер второго транзистора 9 соединен с отрицательной шиной соответствующего дополнительного источника А или 5 напр жени . Базы транзисторов 9 всех каскадов через резисторы 12 объединены и соединены с катодом стабилитрона 14, анод которого подключен к положительнойвыходной . шине стабилизатора 3 посто нного напр жени . Переход эмиттер - база транзистора 9 шунтируетс конденсатором 15.A constant voltage regulator 3 is connected to the main voltage source 1 through diode 2. The additional voltage sources 4, 5 are connected in series with the main voltage. The key stages 6 and 7 consist of a pnp type transistor 8, the emitter of which is connected to the base of the second npn transistor 9 through the first resistor 10. The base of the transistor 8 through the second resistor 11 is connected to the collector of the transistor 9. And the collectors of the transistors 8 of all the key stages are connected and connected to the input of stabilizers 3 constant voltage. The emitter of the transistor 8 of the key stage b is connected via a diode 13 to the positive bus of the additional source 4, and the emitter of the transistor 8 of the key stage 7 is connected to the positive bus of the additional source 5 directly. The emitter of the second transistor 9 is connected to the negative bus of the corresponding additional source A or 5 voltage. The base of the transistors 9 of all cascades through the resistors 12 are combined and connected to the cathode of Zener diode 14, the anode of which is connected to the positive output. bus stabilizer 3 constant voltage. The transition emitter-base transistor 9 is shunted by a capacitor 15.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

Если напр жение основного источника 1 напр жени ниже напр жени стабилизации стабилизатора 3, транзистор 9 последнего ключевого каскада 7 открыт током, ограничиваемым резистором 10 тока, протекающим через переход эмиттер - база этого транзистора. Управление открытым и закрытым состо нием транзистора 8 выпол- н еттранзисторЭ. В рабочем состо нии оба транзистора 8 и 9 открыты током, протекающим через базо-эмиттерный переход транзистора 9, величина которого задаетс резистором 10. Таким образом стабилизатор 3 напр жени через открытый транзистор 8 записываетс суммарным напр жением основного и дополнительных источников 1, 4, 5 напр жени , а диоды 2 и 13 закрыты, так как к ним приложено обратное напр жение дополнительных источников 4 и 5 напр жени . При превышении суммарным значением напр жений основного источника 1 напр жени и первого вспомогательного источника 4 потенциала катода стабилитрона 14 база транзистора 9 последнего ключевого каскада 7 смещаетс в обратном направлении, и он закрываетс , запира при этом транзистор 8 последнего ключевого каскада 7. Указанный транзистор 8 отключает последний дополнительный источник 5 напр жени . С этого момента ста- билизатор 3 начинает запитыватьс через диод 13 суммарным напр жением источников 1 и 4, при этом потребл ема мощность уменьшаетс на величину Рд 1)д 1Нагр, где ид,- напр жение дополнительного источника питани ; 1Нагр - ток нагрузки. При превышении напр жением основного источника 1 потенциала катода стабилитрона 14 аналогично запираетс транзистор 8 первого ключевого каскада и отключает соответствующий дополнительный источник 4 напр жени . Запитка стабилизатора 3 происходит от основного источника 1 напр жени , а потребл ема мощность дополнительно 5 уменьшаетс на величину Рд. Резистор 12 служит дл ограничени тока стабилитрона 14. Последний может быть заменен на цепочку диодов. Величина напр жени на стабилитроне 14 определ ет максимальнуюIf the voltage of the main voltage source 1 is lower than the stabilizer voltage of the stabilizer 3, the transistor 9 of the last key stage 7 is open with current limited by the current resistor 10 flowing through the emitter junction - the base of this transistor. The control of the open and closed state of the transistor 8 is performed by an ETransistor. In working condition, both transistors 8 and 9 are opened by the current flowing through the base-emitter junction of transistor 9, the value of which is set by resistor 10. Thus, voltage regulator 3 through open transistor 8 is recorded by the total voltage of the main and additional sources 1, 4, 5 voltages, and diodes 2 and 13 are closed, since the reverse voltage of additional sources 4 and 5 of the voltage is applied to them. When the total voltage of the main source 1 and the first auxiliary source 4 of the cathode potential of Zener diode 14 exceeds the base of the transistor 9 of the last key stage 7 is shifted in the opposite direction, and it closes, locking the transistor 8 of the last key stage 7. The specified transistor 8 turns off last additional source 5 voltage. From this moment on, the stabilizer 3 begins to be supplied through diode 13 by the total voltage of sources 1 and 4, while the power consumption is reduced by the value of Rd 1) d 1Agr, where id, is the voltage of the additional power source; 1Nagr - load current. When the voltage of the main source 1 of the cathode potential of the Zener diode 14 is exceeded, the transistor 8 of the first key stage is similarly closed and the corresponding additional voltage source 4 is turned off. The power supply to the stabilizer 3 comes from the main voltage source 1, and the power consumption is additionally 5 reduced by the value of Рд. Resistor 12 serves to limit the current of the zener diode 14. The latter can be replaced with a chain of diodes. The magnitude of the voltage on the Zener diode 14 determines the maximum

10 величину падени напр жени на стабилизаторе 3, при котором происходит переключение питани с первого дополнительного переключающего каскада на основной источник 1 напр жени . Конденсатор 15 слу15 житдл предотвращени переключени при кратковременных бросках входного напр жени или пульсаци х. При уменьшении входного напр жени процесс переключени дополнительных источников напр же0 ни происходит в обратной последовательности. При снижении напр жени основного источника 1 напр жени до величины ниже потенциала катода стабилитрона 14 через переход эмиттер - база10 is the magnitude of the voltage drop across the stabilizer 3, at which the power is switched from the first additional switching stage to the main voltage source 1. A capacitor 15 serves to prevent a switch in case of short-term input voltage spikes or ripples. When the input voltage decreases, the process of switching additional sources of voltage occurs in reverse order. By reducing the voltage of the main source 1 voltage to a value below the cathode potential of the Zener diode 14 through the emitter-base junction

5 транзистора 9 начинает течь пр мой ток, при этом открываютс оба транзистора 8 и 9 и на вход стабилитрона 3 напр жени подаетс суммарное напр жение двух источников 1 и 4. При дальнейшем уменьшении5 transistor 9 begins to flow direct current, and both transistors 8 and 9 open and the total voltage of two sources 1 and 4 is applied to the input of Zener diode 3. With a further decrease

0 входного напр жени аналогично подключаетс очередной дополнительный источник напр жени .0 An input voltage is connected in the same way to another additional voltage source.

Данное техническое .решение, значительно упрощено по сравнению с базовымThis technical solution is greatly simplified compared to the baseline.

5 объектом-прототипом благодар использованию одного стабилизатора напр жени на любое количество ключевых каскадов, что повышает его надежность. Вторым положительным свойством вл етс обеспече0 ние стабилизации в зоне переключени дополнительных источников напр жени , что повышает коэффициент стабилизации и уменьшает пульсации выходного напр жени стабилизированного источника пита5 ни .5 by the prototype object due to the use of a single voltage regulator for any number of key cascades, which increases its reliability. The second positive feature is the provision of stabilization in the switching zone of additional voltage sources, which increases the stabilization factor and reduces the ripple of the output voltage of the stabilized power source.

Claims

Claims of the Invention A stabilized DC power source containing connected in series main and N additional voltage sources, a constant voltage stabilizer, the input of which is connected to the cathode of a diode whose anode is connected to a positive 5 bus voltage of the main voltage source, different By the fact that, in order to increase the stabilization factor and simplification, a Zener diode and N key stages are introduced into it, each of which contains pnp and pnp transistors, three resistors and a capacitor, In this case, the N-1 key stage contains an additional diode, the positive bus of each of the N-1 additional voltage sources is connected to the anode of the additional diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the first resistor and to the emitter of the pnp transistor, whose collector is used as the output of the key stage, and the base through the second resistor is connected to the collector of the lnp transistor, the emitter of which is connected to one capacitor terminal and the negative bus of the corresponding additional voltage source , and the base is connected to

the second terminals of the first resistor and capacitor and the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is used as the input of the key stage,

at the same time, in the Nth additional cascade, the positive bus N-ro of the additional voltage source is connected to the emitter of the pn-p-transistor directly, the outputs of the key stages are combined and

connected to the input of a dc voltage regulator, the inputs of the key stages are combined and connected to the cathode of a zener diode, the anode of which is connected to the output of a dc voltage regulator.