SU895216A1

SU895216A1 - Direct voltage regulator

Info

Publication number: SU895216A1
Application number: SU802971840A
Authority: SU
Inventors: А.А. Сибилев; А.И. Козырь; А.Ф. Белов; А.Ю. Колчанов; Т.А. Перевезенцева
Original assignee: Предприятие П/Я В-2502
Priority date: 1980-08-15
Filing date: 1980-08-15
Publication date: 1985-02-07

Abstract

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный управл емый статический преобразователь напр жени автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управл ющими транзистором и трансформатором, вторична обмотка которого, соединена с выпр мителем с фильтром, причем эмиттеры переключающих-регулирующих транзисторов объединены и соединены с отрицательной шиной питани , базы соединены с концами обмоток положительной обратной св зи трансформатора, а коллекторы - с концами первичной обмотки трнасформатора, средний вьшод которой подключен к положительной шине питани , отличающийс тем, что, с целью уменьшени потерь мощности, в него введены два полевых транзистора, сток первого из которых соединен с катодом диода, анод которого подключен к положительной шине питани , с затвором второго полевого транзистора и через резистор с выходом стабилизатора, затвор первого полевого транзистора непосредственно, а исток через резистор соединены с отрицательной шиной питани , исток второго полевого транзистора подключен к базе управл ющего транзистора, а его сток через резистор соединен с отрицательной шиной питани , эмитсл тер управл ющего транзистора соединен с положительной шиной питани , а коллектор через резистор - со средним выводом первичной обмотки трансформатора j при этом затвор второго СХ) полевого транзистора через конденсатор соединен с его истоком, а обща со сл точка эмиттеров переключающих-регулирующих транзисторов через резистор 1C подключена к отрицательной шине питани и через конденсатор - к базе Од управл ющего транзистора. ftSTANDBY VOLTAGE STABILIZER containing a push-pull controlled static voltage converter of autogenerator type with switching-regulating transistors, controlling transistor and transformer, the secondary winding of which is connected to the straightening transistor, and the emitters of the switching-regulating transistor, and the pattern had been used by. the bases are connected to the ends of the windings of the positive feedback of the transformer, and the collectors are connected to the ends of the primary winding of trn an asformer whose middle output is connected to a positive power line, characterized in that, in order to reduce power losses, two field-effect transistors are introduced into it, the drain of the first of which is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the positive power line, with a second field gate transistor and through a resistor with the output of the stabilizer, the gate of the first field-effect transistor directly, and the source through the resistor is connected to the negative power bus, the source of the second field-effect transistor is connected to the control base transistor, and its drain is connected to the negative power line through a resistor, the emitter of the control transistor is connected to the positive power line, and the collector is connected to the middle terminal of the primary winding of the transformer j through the resistor through a resistor its source, and the common point of the emitters of the switching-regulating transistors through a resistor 1C is connected to the negative power bus and through a capacitor to the base Od of the control transistor. ft

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности используетс в устройствах электропитани детекторов ионизирующего излучени и фотоэлектронных умножителей.The invention relates to electrical engineering, in particular, is used in power supply devices for ionizing radiation detectors and photomultipliers.

Известен высоковольтный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий преобразователь посто нного низковольтного напр жени в посто нное высоковольтное с предварительным регул тором, источник эталонного напр жени и усилитель посто нного тока, управл ющий электрод которого подключен .к средней точке выходного делител напр жени , дополнительный транзистор, база которого подключена к источнику эталонного напр жени A high voltage constant voltage regulator is known, which contains a constant low voltage voltage to constant high voltage converter with a preliminary regulator, a reference voltage source and a direct current amplifier, the control electrode of which is connected to the midpoint of the output voltage divider, an additional transistor The base of which is connected to the source of the reference voltage.

Недостатком указанного устройства вл етс значительное потребление тока в области малых выходных мощное тей и токов нагрузки, что вызвано наличием в устройстве источника эталонного напр жени , а также суммированием потерь мощности в регул торе .напр жени и преобразователе. The disadvantage of this device is a significant current consumption in the area of low output powers and load currents, which is caused by the presence of a reference voltage source in the device, as well as the summation of power losses in the voltage regulator and the converter.

Наиболее близким к описываемому техническому решению вл етс стабилизатор посто нного напр жени , содержащий двухтактньй управл емый статический преобразователь напр жени автогенераторного типа с переключ ающими-регулирующими транзисторами и управл ющим транзистором в базовых цеп х, выпр митель с фильтром, источник эталонного напр жени и усилитель сигнала рассогласовани в цепи обратной св зи, трансформатор с дополнительной обмоткой со средней точкой, включенной через двухполупериодный диодный выпр митель на резистор, подсоединенный между базой управл ющего транзистора и средней точкой резистивного делител на входе преобразовател ZJ The closest to the described technical solution is a DC voltage regulator containing a two-stroke controlled auto-oscillator-type static voltage converter with switching-regulating transistors and a control transistor in the base circuits, a rectifier with a filter, a reference voltage source and an amplifier the error signal in the feedback circuit, a transformer with an additional winding with a midpoint connected through a full-wave diode rectifier to a resistor, p connected between the base of the control transistor and the midpoint of the resistive divider at the input of the converter ZJ

Основным недостатком э.того устройства вл ютс значительные потери мощности в области малых выходных мощностей и токов нагрузки,The main disadvantage of this device is significant power loss in the area of low output power and load currents,

Целью -изобретени вл етс уменьшение потерь мощности стабилизатора посто нного напр жени .The purpose of the invention is to reduce the power loss of a constant voltage regulator.

Указанна цель достигаетс тем, что в стабилизатор посто нного напр жени , содержащий двухтактньп управл емый статический преобразователь напр жени автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами , управл ющим транзисторомThis goal is achieved by the fact that a DC voltage regulator containing a two-stroke controlled static voltage converter of an autogenerator type with switching-regulating transistors, a control transistor

и трансформатором, вторична обмотка которого соединена с выпр мителем с фильтром, причем эмиттеры переключающих-регулирующих транзисторов объединены и соединены с отрицате.;тьной шиной питани , базы соедиж i; с концами обмоток положительной обратной св зи трансформатора, а коллекторы - с концами первичной обмотки трансформатора, средний вывод которой подключен к положительной шине питани , введены два полевых транзистора , сток первого из которых соединен с катодом диода, анод которого подключен к положительной шине питани , с затвором второго полевого транзистора и через резистор - с выходом стабилизатора, затвор первого полевого транзистора непосредственно а исток через резистор соединены с отрицательной шиной питани , исток второго полевого транзистора подключен к базе управл ющего транзистора, а его сток через резистор соединен с отрицательной шиной питани , эмиттер управл ющего транзистора соедине с положительной шиной питани , а коллектор через резистор - со средним выводом обмотки положительной обратной св зи трансформатора, при этом . затвор второго полевого транзистора через конденсатор соединен с его штоком , обща точка эмиттеров переключающих-регулирующих транзисторов через резистор подключена к отрицательной шине питани и через конденсатор к базе управл ющего транзистора.and a transformer, the secondary winding of which is connected to a rectifier with a filter, the emitters of the switching-regulating transistors being combined and connected to the negative side; the power supply bus, the base connection i; with the ends of the windings of the positive feedback of the transformer, and the collectors with the ends of the primary winding of the transformer, the middle output of which is connected to the positive power supply bus, two field-effect transistors are introduced, the drain of the first of which is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the positive power bus, with the gate of the second field-effect transistor and through the resistor to the output of the stabilizer, the gate of the first field-effect transistor directly and the source through the resistor are connected to the negative power bus, the source of the second the left transistor is connected to the base of the control transistor, and its drain through the resistor is connected to the negative power bus, the emitter of the control transistor is connected to the positive power bus, and the collector through the resistor to the middle winding terminal of the positive feedback transformer. the gate of the second field-effect transistor is connected via a capacitor to its rod, the common point of the emitters of the switching-control transistors is connected via a resistor to the negative power bus and through a capacitor to the base of the control transistor.

Принципиальна электрическа схема стабилизатора посто нного напр жени представлена на чертеже.The principal electrical circuit of the constant voltage regulator is shown in the drawing.

Выход 1 выпр мител с фильтром 2 через резистор 3 соединен со стоком первого полевого транзистора- 4, затвор которого непосредственно, а исток через резистор 5 подключены к отрицательной шине питани 6. Сток полевого транзистора 4 также соединен с затвором второго полевого транзистора 7 и с катодом диода 8, анод которого подключен к положительной шине питани 9. Затвор полевого транзистора 7 через конденсатор 10 соединен с его стоком, который в свою очередь через резистор 11 подключен к отрицательной шине питани 6. Исток полевого транзистора 7 подключен к одному из концов конденсатора 12 и базе управл ющего транзистора 13,The output 1 of the rectifier with the filter 2 is connected via a resistor 3 to the drain of the first field-effect transistor 4, the gate of which is directly, and the source through the resistor 5 is connected to the negative power line 6. The drain of the field-effect transistor 4 is also connected to the gate of the second field-effect transistor 7 and to the cathode a diode 8, the anode of which is connected to the positive power line 9. The gate of the field-effect transistor 7 is connected via capacitor 10 to its drain, which in turn is connected to the negative power line 6 via resistor 11. The source of the field-effect transistor 7 is connected to one of the ends of the capacitor 12 and the base of the control transistor 13,

3838

эмиттер которого соединен с положительной шиной питани 9, а коллектор через резистор 14 соединен со средним выводом обмоток положительной обратной св зи 15, 16, 17. Другие концы обмоток 15, 16 соединены соответственно с базами переключающих регулирующих транзисторов 18, 19, эмиттеры которых объединены, а обща точка их соединена с вторьм концом конденсатора 12 и через резистор 20 с отрицательной шиной питани 6. Базы транзисторов 18, 19 через конденсаторы 2 и 22 соответственно соединены с их коллекторами. Коллекторы транзисторов 18, 19 подключены к первичным обмоткам 23, 24 трансформатора 17, средн точка которых соединена с положительной шиной питани 9. Концы 25, 26 вторичной оЬмотки трансформатора 17 подключены к выпр мителю с фильтром 2, выход 1 которого соединен с выходом 27 стабилизатора .the emitter of which is connected to the positive power line 9, and the collector is connected via a resistor 14 to the middle lead of the positive feedback 15, 16, 17. The other ends of the windings 15, 16 are connected respectively to the bases of the switching control transistors 18, 19 whose emitters are combined, and their common point is connected to the second end of the capacitor 12 and through a resistor 20 to the negative power line 6. The bases of the transistors 18, 19 are connected via capacitors 2 and 22 to their collectors, respectively. The collectors of transistors 18, 19 are connected to the primary windings 23, 24 of transformer 17, the midpoint of which is connected to the positive power line 9. The ends 25, 26 of the secondary of the transformer 17 are connected to a rectifier with a filter 2, the output 1 of which is connected to the output 27 of the stabilizer.

Стабилизатор посто нного напр жеНИН работает следующим образом.The constant voltage regulator operates as follows.

Допустим, что под действием внешних дестабилизирующих факторов (изменение тока нагрузки, сброс нагрузки и т.д.) произошло изменение выходного напр жени , т.е. выходной параметр получил приращение +uUgy либо - U Ugui . Полевой транзистор 4 работает в режиме источника тока (в поло гой области выходных вольт-амперных характеристик), работа транзистора происходит в области микротоков, следовательно его выходное сопротивление RgbiX определ емое дифференциальным сопротивлением сток-исток, вл етс большой величиной. Дополнительное увеличение R, транзистора достигаетс включением в исток резистора 5, предназначенного дл регулировки рабочей точки прибора. Таким образом, приращение выходного параметра- прикладываетс к затвору транзистора 7 с коэффициентом передачи близким к единице. Приложенное Assume that under the action of external destabilizing factors (change in load current, load shedding, etc.), a change in the output voltage occurred, i.e. output parameter is incremented by + uUgy or - U Ugui. The field-effect transistor 4 operates in the current source mode (in the hollow region of the output current-voltage characteristics), the transistor operates in the microcurrent region, therefore its output impedance RgbiX determined by the differential drain-source resistance is large. An additional increase in R of the transistor is achieved by including a resistor 5 in the source, designed to adjust the operating point of the device. Thus, the increment of the output parameter is applied to the gate of the transistor 7 with a transmission coefficient close to unity. Attached

164164

приращение выполн ет роль управл ющего сигнала. Под действием этого управл ющего сигнала произойдет изменение тока в цепи истока транзистора 7, равное произведению управл ющего воздействи на крутизну транзистора . Под действием изменени тока через транзистор 7 произойдет измнение коллекторного тока 1 транзистора 13, так как ток истока транзистора 71 ,j. вл етс управл ющим током транзистора 13. Изменение 1, транзистора 13 приведет к изменению тока базы транзисторов 18, 19 преобразовател и тем самым (так как транзисторы преобразовател работают в линейном режиме) к изменению положени рабочей точки на вольтамперной характеристике транзисторов 18 и 19, т.е. к перераспределению напр жени питани между коллекторными обмотками 23, 24 трансформатора 17 преобразовател и промежутков эмиттер-коллектор транзисторов 18 и 19. Это вызовет изменение амплитуды выходного напр жени преобразовател (с учетом коэффициента трансформации ) и изменение выходного выпр мленного напр жени в сторону, противоположную первоначальному приращению , вызванному воздействием дестабилизирующих факторов.the increment serves as a control signal. Under the action of this control signal, there will be a change in the current in the source circuit of transistor 7, equal to the product of the control effect on the steepness of the transistor. Under the action of changing the current through the transistor 7, the collector current 1 of transistor 13 will change, as the source current of transistor 71, j. is the control current of transistor 13. Change 1, transistor 13 will change the base current of transistor 18, 19 of the converter and thus (since the converter transistors operate in a linear mode) change the position of the operating point on the current-voltage characteristic of transistors 18 and 19, t . redistributing the supply voltage between the collector windings 23, 24 of the converter transformer 17 and the emitter-collector gaps of transistors 18 and 19. This causes a change in the amplitude of the output voltage of the converter and a change in the output rectified voltage in the direction opposite to the original increment caused by exposure to destabilizing factors.

Конденсаторы 10, 12, 21 и 22 служат дл обеспечени устойчивой работы устройства и устранени генерации на высоких частотах. Конденсатор 12 и резистор 20 улучшает форму напр жени , генерируемого преобразователем напр жени .Capacitors 10, 12, 21 and 22 serve to ensure stable operation of the device and eliminate generation at high frequencies. The capacitor 12 and the resistor 20 improve the shape of the voltage generated by the voltage converter.

Работа элементов данного устройства в режиме микротоков и исключен источника эталонного напр жени позволили существенно (в 2-3 раза) сократить мощность, потребл емую устройством от первичного источника питани , что в свою очередь позволило разработать р д малогабаритных устройств питани , размещаемых непосредственно в блоках детектировани .The operation of the elements of this device in the mode of microcurrents and eliminating the source of the reference voltage allowed significantly (2-3 times) to reduce the power consumed by the device from the primary power source, which in turn made it possible to develop a series of small-sized power supply devices located directly in the detection units .

..

esaesa

9191

u- tsju- tsj

LAwVLAwV

IT IT

CNCN

NN

AA

ssss

CsjCsj

esiesi

АЛAL

J -«i ЛJ - “i L

::

Claims

A DC voltage stabilizer containing a push-pull controlled static voltage converter of a self-generating type with switching-regulating transistors, controlling a transistor and a transformer, the secondary winding of which is connected to a rectifier with a filter, and the emitters of switching-regulating transistors are combined and connected to the base with a negative power bus the ends of the transformer positive feedback windings, and the collectors with the ends of the primary winding torus, the middle output of which is connected to the positive power bus, characterized in that, in order to reduce power losses, two field-effect transistors are introduced into it, the drain of the first of which is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the positive power bus, with a gate the second field-effect transistor and through the resistor with the output of the stabilizer, the gate of the first field-effect transistor directly, and the source through the resistor connected to the negative power bus, the source of the second field-effect transistor is connected to the base of the control trans of the source, _ and its drain through the resistor is connected 5 to the negative power line, the emitter of the control transistor is connected to the positive power line, and the collector through the resistor is connected to the middle terminal of the transformer primary, while the gate of the second field-effect transistor is connected to its source through the capacitor, and the common point of the emitters of switching-regulating transistors is connected through a resistor to the negative power bus and through the capacitor to the base of the control transistor.

SU .. 895216