SU776317A1

SU776317A1 - D-c voltage stabilizer

Info

Publication number: SU776317A1
Application number: SU792765208A
Authority: SU
Inventors: А.А. Сибилев; А.Ф. Белов; А.И. Козырь; Т.А. Перевезенцева
Original assignee: Предприятие П/Я В-2502
Priority date: 1979-05-14
Filing date: 1979-05-14
Publication date: 1983-07-15

Abstract

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный уп равл емый статический преобразовател напр жени а втогенераторного типа с пере ключающими регулирующими тран зисторами, управл ющим транзистором в базовых цеп х, трансформатором с .коллекторными, базовыми и выходноИ обмотками, выходной выпр митель с фильтром, усилитель сигнала рассогласовани , входами соединенный с Делителем выходного напр жени и источником эталонного напр жени , отличающийс тем, что, с целью повышени коэффициента Стабилизации , расширени диапазона стабилизации и повышени .надежности, база управл ющего транзистора через резистор соединена с выходом усилител сигнала.рассогласовани , эмиттер управл ющего базового транзистора - со средней точкой коллекторных обмоток трансформатора преобразовател , а коллектор) через резистор со средней точкой базовых обмо- g ток трансформатора преобразовател напр жени .A CONSTANT VOLTAGE STABILIZER containing a push-pull controlled static voltage transformer of a generator type with switching regulating transistors, a control transistor in the base circuits, a transformer with a collector, a base transformer, an output winding, an output converter, and a caster. inputs connected to an output voltage divider and a source of reference voltage, characterized in that, in order to increase the Stabilization coefficient, to expand the The base of the control transistor is connected via a resistor to the output of the signal amplifier. The emitter of the control base transistor is connected to the midpoint of the collector windings of the converter and the collector through the midpoint of the base windings of the converter transformer. tension

Description

Изобретениа относитс к промышленной радиоэлектронике и может использоватьс в устройствах электропитани детекторов ионизирующего излучени , фотоэлектронных умножителей , узлов автоматики, вьгчислителной техники и средств св зи.The invention relates to industrial electronics and can be used in power supply devices for ionizing radiation detectors, photomultiplier tubes, automation units, calculating equipment and communications equipment.

Известен стабилизатор посто нног напр жени с непрерывным регулированием компенсационного типа fl }, содержащий последовательный регулирующий транзистор, два запускак дих резистора, один из которых включен параллельно регулирующему транзистору , токозадающий транзистор, токоограничивающий резистор, статический двухтактный преобразователь напр жени с переключающими транзисторами и трансформатором с базовыми, коллекторными и выходной обмотками, вьрюдной выпр митель с фильтром, схему сравнени и источник эталонного напр жени , причем регулирующий транзистор и транзисторы двухтактного преобразовател выбрани противоположного типа йроводимости. A constant voltage regulator with continuous regulation of the compensation type fl} is known, containing a series regulating transistor, two start-up resistors, one of which is connected in parallel with the regulating transistor, a current-generating transistor, a current-limiting resistor, a static two-stroke voltage converter with switching transistors and a transformer with basic , collector and output windings, a vertical rectifier with a filter, a comparison circuit and a source of reference voltage , moreover, the regulating transistor and transistors of a push-pull converter of the opposite type of conductivity.

Использование в силовой цепи двух последовательно включенных элементов : регулирующего транзистора и пер ключающих транзисторов преобразовате л , а также наличие цепи запуска приводит к существенным потер м мощности . Кроме того, резистор, шунтирующий регулирующий транзистор ухудшает стабилизирующие свойства устройства. .The use of two series-connected elements in the power circuit: the control transistor and the switching transistors of the converter, and the presence of the start circuit leads to a significant loss of power. In addition, the resistor, shunt regulating transistor degrades the stabilizing properties of the device. .

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению вл емс стабйлиза:гор посто нного напр жени 2 содержащий друхтактный статический npe66pa36iBaTejib нй.п 1 жёйй автоге нёраторного тип с переключающими регулирующими транзисторами, управл ющим транзистором вбазовых це- п х, трансформатором с выходной, базовыми , коллекторными обмотками и дополнительной обмоткой с выпр мителем , выходной выпр митель с фильтром/ делитель выходного напр жени , источник эталонного напр жени , усилтель сигнала рассогласовани , уст1ЮЙство запуска преобразовател . The closest to the proposed technical solution is stabilization: mountains of direct voltage 2 containing a non-contact static npe66pa36iBaTejib ny.n 1 autographic type with switching regulating transistors, a control transistor in base-line circuits, a set of idle bars. and additional winding with a rectifier, an output rectifier with a filter / output voltage divider, a reference voltage source, a mismatch signal amplifier, a triggering device razovatel.

Недостатками известного устройства вл ютс : ограниченный диапазон стабилизации в области малых выходных мощностей и токов нагрузки; низкий коэффициент стабилизации; ненадежность устройства из-за нали-, чи специальной цепи запуска, введенной в устройство и требующей дополнительных элементов.The disadvantages of the known device are: a limited range of stabilization in the area of low output powers and load currents; low stabilization factor; the unreliability of the device due to the presence of a special trigger circuit introduced into the device and requiring additional elements.

Указанные недостатки вл ютс йлёйетвйем шунтировани управл ющёго базового транзистора резистивньм делителем.These deficiencies are the shunting of the control base transistor by a resistive divider.

Цель изобретени - повышение коэффициента; стабилизации, расширение The purpose of the invention is to increase the coefficient; stabilization, expansion

диапазона стабилизации и повышение надежности. stabilization range and increased reliability.

Это достигаетс тем, что в стабилизаторе посто нного напр жени , содержащем двухтактный управл емый статический преобразователь напр жени автогенераторного, типа с переключающими- регулирующими транзисторами , управл ющим транзистором в базовых цеп х. Трансформатором с коллекторными базовыми и выходными обмотками , выходной выпр митель с фильтром , делитель выходного напр жени , источник эталонного напр жени , усилитель сигнала рассогласовани , эмиттер управл ющего базового транзистор соединен ., со средней точкой коллекторных обмоток, его база через резистор соединена с выходом усилител сигнала рассогласовани , а коллектор через резистор подключен к средней точке базовых обмоток. This is achieved by the fact that in a DC voltage regulator containing a push-pull controlled static voltage converter of an autogenerator type, with switching-regulating transistors, a control transistor in the base circuits. Transformer with collector base and output windings, output rectifier with filter, output voltage divider, reference voltage source, error amplifier, emitter of the control base transistor connected to the midpoint of the collector windings, its base is connected to the amplifier output through a resistor the error signal, and the collector through a resistor is connected to the midpoint of the base windings.

На чертеже изображена dxeMa предлагаемого стабилизатора посто нного напр жени . The figure shows dxeMa of the proposed constant voltage stabilizer.

Шина 1 питани и обща шина 2 питани соединены с источником 3 эталонного напр жени , усилителем 4 сигнала рассогласовани , средней точкой коллекторных обмоток 5 и б, трансформатора 7, эмиттерами переключающих регулирующих транзисторов 8 и 9 с выходным выпр мителем с фильтром 10 и делителем 11 обратной св зи. Выходна обмотка 12 трансформатора 7 сое 1инена с входом выпр мител , с ФИЛЬТРОМ 10. Выход выпо ,мител сфильтром 10 соединен с выходным контактом 13 и одновременно с одним из входов делител 11 обратной св зи. К выходу 14 делител I выходнбго напр жени подсоединен неинвертирующйй вход 15 усилител - 4 сигнала рассогласовани . Инвертирующий вход. 16 усилител 4 сигнала рассогласовани соединен с выходом источника 3 эталонного напр жени . Выход усилител 4 сигнала рассогласовани через резистор 17 соединен с базой управл ющего тран.зистора 18. Эмиттер управл ющего транзистора 18 соединен со средней точкой коллек-. торных обмоток 5 и 6, а коллектор через резистор 19 со средней точкой базовых обмоток 20 и 21. Коллекторы транзисторов 8 и 9 соединены между собой через конденсатор -22, а коллектор транзистора 9 с эмиттером транзисторов 8 и 9 через конденсатор 23.The power supply bus 1 and the common power bus 2 are connected to the source 3 of the reference voltage, the amplifier 4 of the error signal, the midpoint of the collector windings 5 and b, the transformer 7, the emitters of the switching control transistors 8 and 9 with the output rectifier with a filter 10 and a reverse divider 11 connection. The output winding 12 of the transformer 7 soy 1inen with the rectifier input, with the FILTER 10. The output of the mittel spilter 10 is connected to the output contact 13 and simultaneously with one of the inputs of the feedback divider 11. A non-inverting input 15 of the amplifier is connected to the output 14 of the divider I of the output voltage - 4 error signals. Inverting input. 16, the error signal amplifier 4 is connected to the output of the reference voltage source 3. The output of the error amplifier 4 is connected via a resistor 17 to the base of the control transistor 18. The emitter of the control transistor 18 is connected to the midpoint of the collector. torus windings 5 and 6, and the collector through a resistor 19 with the midpoint of the base windings 20 and 21. The collectors of transistors 8 and 9 are connected to each other through a capacitor -22, and the collector of transistor 9 to the emitter of transistors 8 and 9 through a capacitor 23.

Работа стабилизатора посто нного напр жени осуществл етс следующим образом.The operation of the constant voltage stabilizer is carried out as follows.

При отсутствии входногонапр жени все элементы устройства наход тс в обеспеченном состо нии. При подаче первичного нестабилизиро.ванного напр жени на входные контакты 1 и 2 последнее поступает на источник 3 эталонного напр жени , усилитель 4 сигнала рассогласовани , управл ющий транзистор 18 и преобразователь напр жени (переключаю|1цие-регулирующие транзисторы 8 и 9 и трансформатор 7) начальный момент включени питани генераци в Преобразователе отсутствует, отсутствует выходное напр жение и- на пр жение на неинвертирующем входе усилител 15.In the absence of input voltage, all elements of the device are in a secured state. When the primary unstabilized voltage is applied to the input contacts 1 and 2, the latter is fed to the source 3 of the reference voltage, the error signal amplifier 4, the control transistor 18 and the voltage converter (I switch the | 1-regulating transistors 8 and 9 and the transformer 7) the initial moment of power-up of the generation in the Converter is absent, the output voltage is absent and the voltage is applied to the non-inverting input of the amplifier 15.

На выходе источника 3 эталонного напр жени и инвертирующем входе 16 усилител устанавливаетс эталонное напр жение. Таким образом, в первоначальный момент после подачи первичного питани между инвертирующим 16 и неинвертирующим 15 входами усилител 4 устанавливаетс максимальное значение напр жени . Инвертирующий вход 16 оказываетс под более высоким напр жением по отношению к общей шине 2 питан.и , чем неинвертйрующий вход 15 и на выходе усилител 4 устанавливаетс минимальное- напр жение, близкое .к потенциалу общей шинььAt the output of the source 3 of the reference voltage and the inverting input 16 of the amplifier, a reference voltage is established. Thus, at the initial moment after the supply of the primary power between the inverting 16 and the non-inverting 15 inputs of the amplifier 4, the maximum voltage value is set. The inverting input 16 is under a higher voltage with respect to the common bus 2 and the non-inverting input 15 and the output of the amplifier 4 sets a minimum voltage close to the potential of the common shiny

По базовым цеп м управл ющего 18 и переключающих регулирующих транзисторов 8 и 9 начинает протекать максимальный ток, ограничиваемый практически только значением резисторов 17 и 19, что при наличии положительной обратной св зи/ осущес вленной в преобразователе, обеспечи .вает возникновение генерации в последнем .Across the base circuits of the control 18 and the switching control transistors 8 and 9, a maximum current begins to flow, limited almost exclusively by the value of resistors 17 and 19, which, if there is positive feedback / realized in the converter, ensures the generation in the latter.

По мере развити .генерации возрастает напр жение на коллекторных обмотках 5 и 6, выходной обмотке 12, на выходе делител обратной св зи 1 и неинвертирующем входе усилител 1 При достижении напр жени на неин-вертирующем входе 15 значени , близ, кого к значению напр жени на инвертирующем входе 16 начинает действовать отрицательна обратна св зь Напр жение на выходе усилител 4 начинает возрастать, это приводит к уменьшению тока базы управл ющего тразистора 18, уменьшаетс его производительность , уменьшаетс ток базы переключающих-регулирующих тразисторов 8 и 9, уменьшаетс их проводимость . Падение напр жени на коллекторных переходах переклю.чающирегулирующих транзисторов 5 и 6 увеличиваетс , уменьшаетс напр жение на коллекторных обмотках 5 и 6, выходной обмотке 12 и выходе стабилизатора 13.As the generation develops, the voltage on the collector windings 5 and 6, the output winding 12, the output of the feedback divider 1 and the non-inverting input of the amplifier 1 increases. When the voltage on the non-rotating input 15 reaches, a value close to the voltage value Negative feedback starts to act on inverting input 16. The voltage at output of amplifier 4 begins to increase, this leads to a decrease in the base current of the control trasistor 18, its performance decreases, and converters 8 and 9, their conductivity decreases. The voltage drop on the collector junction of the switching regulating transistors 5 and 6 increases, the voltage decreases on the collector windings 5 and 6, the output winding 12 and the output of the stabilizer 13.

Процесс продолжаетс до состо ни равновеси .и установлени номинального выходного напр жени . Значение номинального выходного напр жени - определ етс значением напр жени эталонного источника и коэффициента делени делител обратной св зи.The process continues until the state of equilibrium and the establishment of the nominal output voltage. The value of the nominal output voltage is determined by the voltage value of the reference source and the division factor of the feedback divider.

Стабилизаци выходного напр жени осуществл етс за счет перераспределени напр жени первичного источника питани между последовательно включенными коллекторными обмотками 5 и 6 и переходными эмиттерколлектор переключающих регулирующих транзисторов 8 и 9, Переключающие регулирующие транзисторы работают в линейном режиме и выполн ют роль ключа с переменной проводимостью . При увеличениипроводимости переключающих регулирующих транзисторов увеличиваетс напр жение на коллекторных обмотках и на выходе стабилизатора. При уменьшении проводимости напр жение на коллекторных обмоткахи выходе уменьшаетс . Изменение проводимости переключающих регулирующих транзисторов осуществл етс управл ющим базовым транзистором 18, который также выподн ет роль переменного сопротивлени , значение которого измен етс в зависимости от сигнала, поступающего на его базовый вход с усилител 4 сигнала рассогласовани ,The output voltage is stabilized by redistributing the voltage of the primary power source between the series-connected collector windings 5 and 6 and the transition emitter collector of switching regulating transistors 8 and 9. Switching regulating transistors operate in a linear mode and act as a key with variable conductivity. As the conductivity of the switching control transistors increases, the voltage across the collector windings and at the output of the stabilizer increases. When the conductivity decreases, the voltage on the collector windings and the output decreases. The change in the conductivity of the switching control transistors is carried out by the control base transistor 18, which also plays the role of a variable resistance, the value of which varies depending on the signal received at its base input from the error amplifier 4,

., Предположим, чтЬ за счет воздействи дестабилизирующих факторов увеличилось выходное напр жение. При этом увеличитс напр жение на выходе делител обратной св зи 14 и- неинвертирующем входе 15 усилител . При посто нном значении эталонного напр жени и, следовательно, напр жени на инвертирующем входе 16 усилител , увеличивает выходное напр жение усилител 4, увеличитс сопротивление управл ющего транзистора 18 и уменьшитс проводимость регулирующих переключающих транзисторов 8 и 9 В результате чего произойдет перераспределение напр жени между коллекторными обмотками 5 и 6 и переключающими регулирующими транзис;торами 8 и 9. Падение напр жени на переключающих регулирующих транзисторах увеличитс , а на коллекторных обмотках уменьшитс и на выходе вновь установитс прежнее значение напр жени с погрешностью, определ емой коэффициентом усилени цепи обратной св зи.. Let us suppose that due to the influence of destabilizing factors the output voltage increased. This will increase the voltage at the output of the feedback divider 14 and the non-inverting input 15 of the amplifier. At a constant value of the reference voltage and, therefore, the voltage on the inverting input 16 of the amplifier, increases the output voltage of the amplifier 4, the resistance of the control transistor 18 increases and the conductivity of the regulating switching transistors 8 and 9 decreases. As a result, the voltage across the collector voltage will be redistributed windings 5 and 6 and switching regulating transistors 8 and 9. The voltage drop on switching regulating transistors will increase, and on collector windings it will decrease ITS and output again ustanovits previous value with the error voltage, determined by the gain of the feedback circuit.

При изменении выходного напр жени ,в сторону уменьшени процесс стабилизации осуществл етс аналогичным Образом, только проводимость регулирующих переключающих транзисторов и управл ющего транзистора увеличитс , а напр жение на коллекторных обмотках и выходе увеличитс .When the output voltage changes, in the direction of decreasing, the stabilization process is carried out in a similar manner, only the conductivity of the control switching transistors and the control transistor will increase, and the voltage on the collector windings and output will increase.

Благодар отсутствию в предлагаемом устройстве резистора, шунтирующего уПравл йщий базовый транзистор , его сопротивление в процессе регулировки и стабилизации измен ет с в очень широких пределах от полтнобтью открытого до полностью за .крытого состо ни . Йто. увеличивает коэффициент стабилизации и одновременно рас1мир ет диапазон стабилизации , обеспечива стабилйзагцик) ходного напр жени в области малых выходных мощностей и токов нагруз , ки. ., ,, . .., : Due to the absence in the proposed device of a resistor that shunts a controllable base transistor, its resistance in the process of adjustment and stabilization varies from within very wide limits, from half an open to fully open state. Yto. increases the stabilization factor and at the same time expands the stabilization range, providing a stabilized load voltage in the area of low output powers and load currents, ki. . ..,:

Резистор 17 ограничивает базовый ток управл ющего транэйстор а 18The resistor 17 limits the base current of the control transistor and 18

Резистор 19 ограничивает базовый тък перёключёшзщйх транзисторов иResistor 19 limits the base voltage of the transistor transistors and

776317776317

обеспечивает защиту устройства при перегрузке по току и коротком замыкании на выходе. Конденсаторы 22 и 23 предотвращают возникновение генерации на частотах, отличных от ра5 бочей частоты и повышает устойчивость стабилизатора напр жени .protects the device against overcurrent and short circuit at the output. Capacitors 22 and 23 prevent generation from occurring at frequencies other than the operating frequency and increase the stability of the voltage regulator.

Указанные устройства питани предназначены хр1Я размещени непосредственно в блоках детектирова ни сис .тем дозиметрического и редкометрического контрол атомных энергетических установок и систем управле . ни защитой реакторов.These power supplies are designed to be placed directly in the detection units of the systems of dosimetric and rare-scale monitoring of nuclear power plants and control systems. nor the protection of reactors.

Claims

(54.) A DC VOLTAGE STABILIZER, comprising a push-pull controlled static voltage converter of a self-generating type, with switching control transistors, a control transistor in the base circuits, a transformer with collector, base and output windings, an output rectifier with a filter, an error signal input amplifier, an error signal input amplifier, with an output voltage divider and a reference voltage source, characterized in that, in order to increase the stabilization coefficient, expand the range Zone of stabilization and to improve reliability, the base of the driving transistor through a resistor connected to the output amplifier signala.rassoglasovaniya, the emitter of the control transistor base - collector to a midpoint of the transformer windings converter and whose collector via a resistor to a midpoint base voltage converter transformer windings.