SU1767485A1

SU1767485A1 - Two-polar stabilized voltage source

Info

Publication number: SU1767485A1
Application number: SU894696075A
Authority: SU
Inventors: Владимир Андреевич Сергеев
Original assignee: Производственное объединение "Марийский машиностроитель"
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Использование: в источниках радиопитани радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретени : устр-во содержит два стабилизатора посто нного напр жени , соединенных последовательно. Стабилизаторы включаютс раздельно. При к.з. в нагрузке в процессе работы устр-ва остаточный ток намного меньше, чем в прототипе , т.к. увеличиваетс шунтирующее действие защитного транзистора, выполненного по схеме составного транзистора. Повышаетс КПД устр-ва и его надежность 1 ил.Usage: in the sources of radio power electronic equipment. SUMMARY OF THE INVENTION: The device contains two constant voltage stabilizers connected in series. Stabilizers are included separately. When k.z. in the load during operation of the device, the residual current is much less than in the prototype, since the shunting effect of the protective transistor, made according to the composite transistor scheme, increases. The efficiency of the device and its reliability increase 1 or less.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл электропитани различных радиоэлектронных устройств.The invention relates to electrical engineering and can be used to power various electronic devices.

Известна система электропитани с защитой 1. Недостатком известной системы вл етс возможность ложного срабатывани одного из них в момент в момент включени ,The power supply system with protection is known. A disadvantage of the known system is the possibility of one of them acting falsely at the moment of switching on,

Известен стабилизатор посто нного напр жени , выбранный в качестве прототипа 2, содержащий регулирующий составной транзистор, состо щий из силового и согласующего транзисторов одного типа проводимости , включенной последовательно в силовую шину, блок управлени , выход которого соединен с базой согласующего транзистора, полупроводниковый диод, включенный параллельно выходным выводам в обратном направлении и блок защиты от перегрузок по току, состо щий из рези- стивного датчика, включенного между эмиттером силового транзистора и выходным выводом, резистивного делител напр жени , включенного между базой силового транзистора и общей шиной, и защитного транзистора, база которого подключена к средней точке указанного делител , а коллектор соединен с базой согласующего транзистора, двух транзисторов, диода, резисторов , конденсатора и стабилитрона, причем коллектор первого транзистора такого же типа проводимости, как и защитный транзистор, соединен с эмиттером защитного транзистора и анодом диода, катод ко- торого и эмиттер первого транзистора подключены к выходному выводу стабилизатора база соединена с коллектором второго транзистора с типом проводимости, обратным типу проводимости защитного транзистора , эмиттер и база которого соответственно через первый и второй резисторы подключены к коллектору регулирующего составного транзистора и к выходному выводу, причем второй резистор, шунтированный конденсатором, соединен с общей шиной через включенные последовательно третий резистор и стабилизаторы.A known DC voltage regulator, selected as prototype 2, contains a regulating composite transistor consisting of power and matching transistors of the same conductivity type connected in series to the power bus, a control unit whose output is connected to the base of the matching transistor, a semiconductor diode connected parallel to the output pins in the opposite direction and an overcurrent protection unit consisting of a resistive sensor connected between the emitter of the power transistor and the output one output, a resistive voltage divider connected between the base of the power transistor and the common bus, and a protective transistor, the base of which is connected to the midpoint of the specified divider, and the collector is connected to the base of the matching transistor, two transistors, a diode, resistors, a capacitor and a Zener diode, the collector of the first transistor of the same conductivity type as the protective transistor is connected to the emitter of the protective transistor and the anode of the diode, the cathode of which and the emitter of the first transistor are connected to the output the output of the stabilizer base is connected to the collector of the second transistor with a conductivity type that is opposite to the conductivity type of the protective transistor, the emitter and the base of which, respectively, are connected via the first and second resistors to the collector of the regulating composite transistor and to the output terminal, which is connected to a common bus through connected in series the third resistor and stabilizers.

слcl

сwith

VJ оVj o

XJXj

СО СЛ CO SL

Недостатком известных стабилизаторов при последовательном соединении по крайней мере двух из них по выходу в услови х раздельного их включени вл етс возможность невыхода на режим стабилизатора , включаемого последним, особенно при низких выходных напр жени х, т.к. ба- за-эмиттерный переход защитного транзистора невключениого стабилизатора оказываетс под потенциалом включенного на его выходе обратновмещающего мощного диодачпадение напр жени на котором бывает достаточным дл Поддержани защитного транзистора в открытом состо нии .A disadvantage of the known stabilizers in series connection of at least two of them in the output under the conditions of their separate inclusion is the possibility of absent from the stabilizer mode activated by the latter, especially at low output voltages, since The base-emitter junction of the protective transistor of a non-switched stabilizer is under the potential of a reverse-power powerful diode voltage drop connected to its output on which is sufficient to keep the protection transistor open.

Цель изобретени - повышение надежности путем повышени надежности запуска при сохранении высокого КПД в режиме короткого замыкани в нагрузке при последовательном соединении 2-х стабилизаторов по выходу, в услови х их раздельного питани .The purpose of the invention is to increase reliability by increasing the reliability of the launch while maintaining high efficiency in the short circuit mode in the load when two output stabilizers are connected in series under the conditions of their separate power supply.

Цель достигаетс тем, что в двухпол р- ный стабилизированный источник напр жени , содержащий два стабилизатора посто нного напр жени , каждый из которых включает в себ последовательно включенные в силовую шину коллектором ко входному выводу, регулирующий составной транзистор и резистивный датчик тока, измерительно-усилительный узел, соединенный входом с выходным выводом стабилизатора, а выходом - с базой регулирующего транзистора , защитный транзистор одной проводимости с регулирующим транзистором, коллектором подключенный к выходу измерительно-усилительного узла, первый и второй делители напр жени , транзистор с проводимостью , противоположной проводимости регулирующего транзистора, резистор и .стабилитрон, причем первый делитель напр жени одним крайним выводом соединен со входным выводом, вторым - через стабилитрон с общей шиной, к средним выводам - с базой транзистора, эмиттер которого через резистор подключен к коллектору регулирующего транзистора, один из крайних выводов второго делител напр жени подключен к общей шине, а средний вывод - к базе защитного транзистора , первый диод, включенный в обратном направлении между выходным выводом и общей шиной, и второй диод,в каждый из стабилизаторов введены цепочка из последовательно соединенных пр молинейных диодов, включенна между вторым крайним второго делите л напр жени и эмиттером регулирующего транзистора , при этом коллектор вышеупом нутогоThe goal is achieved by the fact that a two-pole stabilized voltage source containing two constant voltage regulators, each of which includes series-connected to the power bus a collector to the input terminal, regulating the composite transistor and a resistive current sensor, measuring and amplifying the node connected by the input to the output of the stabilizer, and the output to the base of the regulating transistor, the protective transistor of the same conductivity with the regulating transistor, a collector connected to you the measuring and amplifier node, the first and second voltage dividers, the transistor with a conductivity opposite to that of the regulating transistor, a resistor and a stabilizer, the first voltage divider connected to the input terminal by one extreme terminal, to the middle through the Zener diode to the terminals - with the base of the transistor, the emitter of which through a resistor is connected to the collector of the regulating transistor, one of the extreme terminals of the second voltage divider is connected to the common bus, and the middle terminal - to the base of protection A first diode, connected in the opposite direction between the output terminal and the common busbar, and the second diode, a chain of series-connected direct diodes is inserted into each of the stabilizers, connected between the second extreme second voltage divider and the emitter of the regulating transistor, aforementioned collector

10ten

1515

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

транзистора подключен ко второму крайнему выводу второго делител напр жени , защитный транзистор включен эмиттером к выходному выводу и по схеме составного транзистора на по меньшей мере двух транзисторах , причем число компенсирующих диодов равно числу транзисторов в составном защитном транзисторе, второй диод подключен в пр мом направлении между базой регулирующего транзистора и вторым крайним выводом второго делител напр жени .the transistor is connected to the second extreme terminal of the second voltage divider, the protective transistor is connected by the emitter to the output terminal and the composite transistor circuit of at least two transistors, the number of compensating diodes is equal to the number of transistors in the composite protective transistor, the second diode is connected in the forward direction between base of the control transistor and the second extreme output of the second voltage divider.

На чертеже изображена схема двухпо- л рного стабилизированного источника напр жени .The drawing shows a diagram of a two-pole stabilized voltage source.

Двухпол рный стабилизированный источник напр жени содержит включенные последовательно по выходу на общую нагрузку стабилизаторы 1 и 2. Каждый из стабилизаторов содержит последовательно включенные в силовую шину коллектором ко входному выводу регулирующий транзистор 3 и резистивный датчик 4 тока, измерительно-усилительный узел 5, соединенный входом с выходным выводом стабилизатора, а выходом - с базой регулирующего транзистора 3, защитный транзистор б, коллектор которого подключен к выходу измерительно-усилительного узла 5, первый 7 и второй 8 делители напр жени , транзистор 9 и резистор 10 и стабилитрон 11, причем первый делитель 7 одним крайним выводом соединен со входом вторым, через стабилитрон 11с общей шиной, а средним выводом - с базой транзистора 9, эмиттер которого через резистор 10 подключен к коллектору регулирующего транзистора 3, один из крайних выводом делител 8 подключен к общей шине, а средний вывод - к базе транзистора 6, первый диод 12, включенный в обратном направлении между выходными выводом и общей шиной, цепочку 13 из двух пр мосмещенных диодов, включенную между вторым крайним выводом второго делител 8 и эмиттером транзистора 3, при этом коллектор транзистора 9 подключен ко второму крайнему выводу делител 8, транзистор 6 выполнен составным из 2-х транзисторов и эмиттером подключен к выходному выводу стабилизатора, второй диод 14 подключен в пр мом направлении между базой регулирующего транзистора и вторым крайним выводом делител 8.The two-pole stabilized voltage source contains stabilizers 1 and 2 connected in series to the output for a common load. Each of the stabilizers contains a control transistor 3 and a resistive current sensor 4, the measuring and amplifying unit 5 connected to the input terminal in the power bus by a collector the output of the stabilizer, and the output with the base of the regulating transistor 3, the protective transistor b, the collector of which is connected to the output of the measuring and amplifying node 5, the first 7 and the second 8 voltage dividers, the transistor 9 and the resistor 10 and the zener diode 11, the first divider 7 by one extreme lead connected to the second input through a zener diode 11 with a common bus, and the middle lead to the base of the transistor 9, the emitter of which is connected through a resistor 10 to the collector of the regulating transistor 3, one of the extreme leads of the divider 8 is connected to the common bus, and the middle pin to the base of the transistor 6, the first diode 12 connected in the opposite direction between the output terminal and the common bus, a chain of 13 of two forward-shifted diodes connected between the second extreme terminal of the second divider 8 and the emitter of the transistor 3, the collector of transistor 9 is connected to the second extreme terminal of the divider 8, the transistor 6 is made of a composite of 2 transistors and the emitter is connected to the output of the stabilizer, the second diode 14 is connected in the forward direction between the base of the regulating transistor and the second extreme output of the divider 8.

Работа двухпол рного стабилизированного источника напр жени происходит следующим образом.The operation of a two-pole stabilized voltage source is as follows.

При включении одного из стабилизаторов , например, стабилизатора 1, его выходным напр жением Ывых 1 открываетс диод 12 невключенного стабилизатора 2. ОднакоWhen one of the stabilizers, for example, stabilizer 1, is turned on, its output voltage Lout 1 opens diode 12 of the un-switched stabilizer 2. However

при этом напр жение одного пр мосме- щенного диода 12 недостаточно дл открыти по базе составного транзистора 6 и к моменту включени входного напр жени Uux2, на стабилизатор 2 составной защитный транзистор б оказываетс запертым.at the same time, the voltage of the single-displaced diode 12 is not enough to open the composite transistor 6 across the base and by the time the input voltage Uux2 is turned on, to the stabilizer 2, the composite protective transistor b is locked.

Если теперь подать напр жение 1)вх2 на стабилизатор 2, то до тех пор, пока напр - жение 11вх2 не достигнет напр жени пробо стабилитрона 11, ток через делитель 7 не проходит, транзистор 9 закрыт цепочка 13 и делитель 8 не получают питани со входа, транзистор 6 закрыт.If we now apply voltage 1) in 2 to stabilizer 2, then until voltage 11 in 2 reaches the voltage of the breakdown of Zener diode 11, the current through the divider 7 does not pass, the transistor 9 is closed by the chain 13 and the divider 8 does not receive power from the input , transistor 6 is closed.

В этот промежуток времени уже при достаточно малом входном напр жении Uex2, приблизительно равном минимальному напр жению коллектор-эмиттер 1)кэт1п на транзисторе 3, при котором обеспечива- етс вхождение его в инейный режим, транзистор 3 (практически открыт при UBx2min Uiomin 36), создава в нагрузке ток.In this time interval, even with a sufficiently small input voltage Uex2, approximately equal to the minimum collector-emitter voltage 1) cat1p on the transistor 3, at which it enters the line mode, transistor 3 (almost open when UBx2min Uiomin 36), creating a current in the load.

Как только ток в нагрузке достигнет зна- чени половины номинального, диод 12 начинает закрыватьс , что приводит к беспреп тственному нарастанию напр жени 6вых2 до номинального значени .As soon as the current in the load reaches half the nominal, diode 12 begins to close, which leads to a uninterrupted increase in voltage 6out2 to the nominal value.

После увеличени входного напр же- ни Uex2 выше напр жени пробо стабилитрона 11, он начинает проводить, включаетс ранзистор 9, запитываютс цепочка 13 и делитель 8, но транзистор 6 по- прежнему закрыт, т.е. отпирающее напр жение на диодах цепочки 13 компенсируетс запирающим напр жением на верхнем (по схеме) плече делител 8.After increasing the input voltage Uex2 above the voltage of the breakdown of the Zener diode 11, it starts to conduct, the ranzistor 9 is turned on, the chain 13 and the divider 8 are powered, but the transistor 6 is still closed, i.e. the unlocking voltage on the diodes of the chain 13 is compensated by the locking voltage on the upper (according to the scheme) shoulder of the divider 8.

Диод 14 предназначен дл защиты стабилизатора 2 при случайном включении его на короткозамкнутую нагрузку и не преп тствует нормальному запуску В этом режиме до пробо стабилитрона 9, когда цепочка 12 и делитель 8 не получают питани со входа, при определенном токе через датчик 4 падение напр жени на нем увеличиваетс настолько, что в сумме с напр жением на базе транзистора 3 становитс достаточным дл открывани диода 14 и транзистора 6.The diode 14 is designed to protect the stabilizer 2 when it is accidentally turned on for a short-circuited load and does not prevent normal starting. In this mode, before the breakdown of the zener diode 9, when the chain 12 and divider 8 do not receive power from the input, at a certain current through the sensor 4, the voltage drops it increases so much that, in sum, with the voltage at the base of the transistor 3, it becomes sufficient to open the diode 14 and the transistor 6.

При этом ток короткого замыкани со- ставл ет величину пор дка , где 1)д1з - напр жение на диоде 14, R4 - сопротивление датчика 4, приблизительно равен удвоенному номинальному току нагрузки. Поскольку этот ток течет кратковременно, до пробо стабилитрона 11, то он безопасен дл регулирующего транзистора 3,In this case, the short-circuit current is of the order value, where 1) d1z is the voltage across the diode 14, R4 is the resistance of the sensor 4, approximately equal to twice the rated load current. Since this current flows briefly, before the breakdown of Zener diode 11, it is safe for the regulating transistor 3,

На нормальную работу стабилизаторов диод 14 вли ни не оказывает, т.к. при этом он закрыт, поскольку оказываетс подключенным к точкам схемы с примерно равными потенциалами.The diode 14 does not affect the normal operation of the stabilizers, since however, it is closed, since it is connected to points in a circuit with approximately equal potentials.

При котором замыкании нагрузки в процессе работы устройства устанавливаетс остаточный ток намного меньше по величине , чем в устройстве-прототипе 2, т.к. увеличиваетс шунтирующее воздействие защитного транзистора 6, выполненного в предложенном устройстве составным из двух транзисторов.In which the closure of the load during the operation of the device, the residual current is established to be much smaller than in the device prototype 2, since The shunting effect of the protective transistor 6 is increased, which in the proposed device is made up of a composite of two transistors.

Таким образом, в предложенном устройстве обеспечиваетс надежный запуск стабилизаторов при сохранении высокого КПД в режиме К.З в нагрузке.Thus, in the proposed device, the stabilizers are reliably triggered while maintaining high efficiency in the KZ mode in the load.

Claims

Invention Formula

A two-pole stabilized voltage source containing two DC voltage regulators connected in series on the output, each of which includes a composite regulating transistor consisting of two transistors of the same conductivity type connected by a collector to the input terminal and a resistive current sensor connected in series to the power bus , measuring and amplifying node connected by the input with the output terminal, and the output - with the base of the regulating transistor, the protective transistor of the same conductivity with p the first and second voltage dividers, a transistor with a conductivity opposite to that of the regulating transistor, a resistor, a zener diode, the first voltage divider is connected to the input terminal by a second, second through the zener diode common bus, and the middle output - with the base of the transistor, the emitter of which through a resistor is connected to the collector of the regulating transistor, one of the most extreme output of the second divider voltage connected to the common bus, and the middle pin to the base of the protective transistor, the first diode connected in the opposite direction between the output pin and the common bus, and the second diode, characterized in that, in order to increase reliability by increasing the starting reliability while maintaining high efficiency the conditions of the separation of the stabilizers, a chain of series-connected direct-displaced diodes is inserted into it, connected between the second extreme terminal of the second voltage divider and the emitter of the control transistor, while The vector of the mentioned transistor is connected to the second extreme terminal of the second voltage divider, the protective transistor is connected by the emitter to the output terminal and is made according to the composite transistor circuit on at least two transistors, the number of forward-mounted diodes is equal to the number of transistors in the composite protective transistor, the second diode is connected in the forward direction between the base of the control transistor and the second extreme output of the second voltage divider.