SU900273A1

SU900273A1 - Dc voltage switch-type stabilizer

Info

Publication number: SU900273A1
Application number: SU802917330A
Authority: SU
Inventors: Борис Самойлович Цодиков; Николай Павлович Ботов
Priority date: 1980-04-29
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1982-01-23

Description

(54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(54) KEY CONSTANT VOLTAGE STABILIZER

1one

Изобретение относитс к электротехн ке и может быть использбвано в устройствах электропитани автоматики и вычислительной техники.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply devices for automation and computer technology.

Известен стабилизированный преобразователь выпр мленного напр жени сети, содержащий импульсный стабилизатор, инвертор, выпр мители и фильтры 1 .A stabilized rectifier of the rectified network voltage is known, which contains a pulse stabilizer, an inverter, rectifiers and filters 1.

Недостатком этого преобразовател вл етс наличие фильтра на аыходе выпр мител .The disadvantage of this converter is the presence of a filter on the rectifier output.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс содержащий последовательно соединенные вытф митель , регулирующий ключевой элемент с DXC -фильтром, блок управлени , состо щий из узла формировател , выходом соединенного с входом регулирующего элемента, а выходами - с узлом измерени выходного напр жени и источником опорного напр жени и синхронизирующего резистора, причем входные выходы вы- щз мител соединены с входными выводами дл подключени источника переменнс)го напр жени пр моугольной формы 2 Однако наличие больших коммутационных перенапр жений на регул1фующем трйнзисторе в момент зaп фaни последнего из-за лпщуктжвности обмоток трансформатора сни Сает надежность стабилизатора , а практические схемы невозможны без специальных мер по ограничению перенапр жений, что усложн ет схемы, особенно при работе на частотах 2010О кГц.The closest in technical essence to the present invention is a control unit consisting of a sequentially connected extractor, a key element with a DXC filter, a control unit consisting of a generator unit, an output connected to the input of the regulating element, and outputs with an output voltage measuring unit and source a reference voltage and a synchronizing resistor, the input outputs of the capacitor is connected to the input terminals for connecting a source of alternating voltage of a rectangular form 2 However, tion of large overvoltages in switching regul1fuyuschem trynzistore when zap fani latter due lpschuktzhvnosti CNI transformer windings Saet stabilizer reliable and practical schemes impossible without special measures to limit overvoltages, which complicates the circuit, particularly when working at frequencies 2010o kHz.

Кроме того, наличие моточных изделий в виде дроссел и специальной обмотки трансформатора; наличие четырех диодов , в схеме си11хронизации, вьгзывающих перекос синхрониз1фующих импульсов и, как следствие, неодинаковый ток в обмотка трансформатора в разные полупериоды; высокий уровеньнапр л ени радиопомех, трансформируемых в первичную сеть через межобмоточ 1ую емкость входного трансформатора; пониженна помехозащиiUGHHOCTb цепи нагрузки при импульсныхIn addition, the presence of coil products in the form of droplets and a special transformer winding; the presence of four diodes, in the synchronization circuit, which biases the bias of synchronizing pulses and, as a result, the current in the transformer winding is different in different half-periods; high level of interference interference, transformed into the primary network through interwire 1st capacitance of the input transformer; reduced noise suppression circuit UHHHOCTb with impulse

3. 903. 90

.помехах в первичной сети усложн ет, удорожает производство и снижает надежнос стабилизатора,Interference in the primary network complicates, increases the cost of production and reduces the reliability of the stabilizer,

Цель и;зобретени - повышение надежности путем уменьшени перенапр жени на регулиругощем элементе, повыш ение помехозашищенности и упрощение.The goal and the invention is to increase reliability by reducing the overvoltage on the regulatory element, increasing the noise level and simplification.

Поставленна цель достигаетс тем, что в ключевом стабилизаторе посто нного напр лшни синхрониз1фуюш:ий резисто включен в цепь блока управлени регулирующим элементом, причем первый син- хронизируюшего резистора подключен к общей шина, а второй через введенный ограничительный резистор подключен к The goal is achieved by the fact that, in the key stabilizer of a constant voltage, the synchronization mode is resistive: the resistor is connected to the control unit circuit of the regulating element, the first synchronizing resistor is connected to the common bus, and the second through the entered limiting resistor is connected to

общей точке двух введенных диодов, другие электроды которых через соответствующие введенные резисторы подключены к входным выводам выпр мител и через введенный ко.н.ценсатор соединены между собой.the common point of the two inserted diodes, the other electrodes of which are connected to the input terminals of the rectifier through the corresponding inserted resistors and are connected to each other through the inputted co.n.center.

На фиг. 1 и 2 представлена схема вариантов предлагаемого устройства; на фиг. 3 - диаграммы работы стабилизаторFIG. 1 and 2 shows a diagram of variants of the proposed device; in fig. 3 - diagrams of the stabilizer

Клгочевой стабил11затор содержит вы- пр митель 1, регулирующий элемент 2, DLC -фильтр 3, блок управлени 4, со- церл-сащий узел формировател 5, измеритель вг ходиого напр жени 6, источник опорного на р жен|-1Я 7, синхронизирующи резистор 8, первым выводом соединенный с об;цой шиной, а вторым выводом через ограк чительный резистор 9 - с диодами 10 н 13, другие выводы которых через резЕсторы 12 и 13 соединены с входны- ми выводами выпр мител . 1 и через конденсатор 14 между собой. Второй вывод синхронизирующего резистора 8 может соединен либо с источншшм опорного напр жени 7, либо с измери- телем выходного напр мсени 6.The thermal stabilizer contains the expander 1, the regulating element 2, the DLC filter 3, the control unit 4, the servo unit of the driver 5, the voltage meter 6, the reference source is –1–7, and the synchronizing resistor 8, the first output is connected to the bus bus, and the second output via the limiting resistor 9 is connected to diodes 10 and 13, the other outputs of which are connected to the input terminals of the rectifier via the resistors 12 and 13. 1 and through the capacitor 14 between them. The second terminal of the synchronizing resistor 8 can be connected either to the source voltage of the reference voltage 7 or to the output voltage meter 6.

На фиг. 3 () приведены диаграммы работы стабилизатора, где Ugx - переменные напр жени пр мо Хольной формы вторичных полуобмоток; lUg напр жени на резисторах 12 И 13 введенной цепи; - напр жение на конденсаторе; U, -суммарное напр жение опорного узла и синхронизирующего резистора UR , а также напр жение узла измерени и сравнени , пропорциональное выходному Ucp ; UK- -напр жение коллектор-эмиттер регулирующего транзистора; Зз, -эпюра тока регул1фЗющего тра 1зистора.FIG. 3 () shows the diagrams of the stabilizer operation, where Ugx are the variable voltages direct to the Hol form of the secondary semi-windings; lUg voltage across resistors 12 and 13 of the input circuit; - voltage across the capacitor; U, the total voltage of the reference node and the synchronizing resistor UR, as well as the voltage of the measuring and comparison node, proportional to the output Ucp; UK- voltage collector-emitter regulating transistor; Зз, -epyur current regulating filter 1 resistor.

Устройство работает следующим обра34The device works as follows

Пр моугольное напр жение вторичной обмотки трансформатора через вы.пр митель 1 подаетс на регул1фующлй транзистор 2. Регулирующий транзистор 2 управл етс узлом формировател 5, вырабатывающим пр моугольные импульсы, длительность которых определ ет выходное напр жение, поддерживаемое посто нным , а фазы f и tj переднего и . заднего фронтов их определ ютс моментами равенства суммарного напр жени опорного узла 7, синхронизирующего резистора 8 и напр жени узла измерени 6 (фиг. 3, эпюра е), суммарного напр жени синхронизирующего резистора 8 и узла измерени 6 и напр жени опорного узла 7 (фиг. 2). Выходной фильтр 3 обеспечивает преобразование импульсного , стабилизированного по среднему значению, напр жени на его входе в посто нное стабилизированное напр жение на выходных выводах.The rectangular voltage of the secondary winding of the transformer through the converter 1 is fed to the controller of the transistor 2. The regulating transistor 2 is controlled by the node of the driver 5, which produces square pulses, the duration of which determines the output voltage maintained by a constant, and the phases f and tj front and. their back edges are determined by the moments of equality of the total voltage of the reference node 7, the synchronizing resistor 8 and the voltage of the measuring node 6 (Fig. 3, plot e), the total voltage of the synchronizing resistor 8 and the measuring node 6, and the voltage of the reference node 7 (Fig 2). The output filter 3 provides for the conversion of a pulsed, stabilized by the average value, voltage at its input to a constant stabilized voltage at the output terminals.

Одновременно пр моугольное вторичное напр л ;ение трансформатора подаетс на введенную цепь, состо щую из двух резисторов 12 и 13 и конденсатора 14 между ними. При этом напр жение на непол р-., ном конденсаторе (фиг. 3, эпюра & ) будет представл ть собой часть экспоненты зар да-разр да конденсатора 14 через резисторы 12 и 13.At the same time, the rectangular secondary voltage of the transformer is fed to an input circuit consisting of two resistors 12 and 13 and a capacitor 14 between them. In this case, the voltage across the non-pp. Capacitor (Fig. 3, plot &) will be part of the charge-discharge exponent of the capacitor 14 through resistors 12 and 13.

Параметры этой цепи могут быть выбраны таковыми, что напр люние будет представл ть собой начальные участки экспонент, где линейностьдостаточно хорощо вьфажена, хот это и не об зателно , если есть необходимость сдвигать эпюру потребл емого тока относительно эпюры напр жени .The parameters of this circuit can be chosen such that the voltage will be the initial portions of the exponentials where linearity is sufficiently high, although it is not necessary if there is a need to shift the plot of current consumed relative to the voltage plot.

Таким образом, это напр жение Uciq будет иметь пилообразную форму почти с одинаковым временем нарастани и спада , а верщины перегиба совпадают с моментом изменени пол рности питающего напр жени Ugx На фиг. 3, эпюра /& пунктиром показано напр жение на ковден саторе 14 в Случае, если используютс не начальные участки экспонент напр жени зар да и разр да. Диоды 10 и 11, пропускают к синхронизирующему резистору 8 только положительные части этих пилообразных-напр жений (на фиг. 2 отрицательные части этих напр жений), та что на резисторе 8 будет напр жение U(j пилообразной формы удвоенной частоты относительно питающего напр жени и вершины будут находитьс вцентре полупериодов питающего нагф жени . В 59 цепи резистора 8, таким образом, в каждый полупериод напр жени , удвое)1ного относительно питающего, наход тс толь- ко один нелинейный элемент - один из диодов 10 или 11. На фиг. 3 Q , г приведены эпюры напр жени ) коллектор-эмиттер УК-Э тока Зл регулирующего тра{1зистора стабилизатора. Фронты этих эпюр совпадают с моментом пересечени суммарного напр жени опорного узла (Jem и синхронизирующего резистора (Jgg с напр жением узла измерени и сравнени Ucp -моменты t и t-j . Таким образом, потребление тока стаби лизаторо происходит в моменты, не совпадающие с моментами изменени пол рности питающего напр жени UB , следовательно , отсутствует надобность во входном фильтре стабилизатора, например, конден сатора после вы пр мител 1, чем существенно уменьшаетс объем, габариты и вес стабилизатора, а коммутаци этих диодов вьшр мител 1 - без приложени обратного напр жени . При выключении регулирующего транзистора энерги , запасенна в индуктивности рассе ни обмоток трансформатора вьщел етс частич но во введенной цепи, подключенной параллельно вторичной обмотке, чем существенно снижаютс коммутационные пере напр жени на регулирующем транзисторе и исключаетс необходимость в применении транзистора с запасом по напр жени ( более высоковольтному транзистору), либо в применении специальных мер по снижению этих коммутационных выбро-сов , которые усложн ют стабилизатор. Благодар такому рещению также исключаетс необходимость в дополнительной обмотке трансформатора, что сущест венно упрощает его изготовление, а также необходимость в дросселе. Наличие в цепи синхронизирующего резистора 8 в каждый полупериод только одного нели нейного элемента - диода 10 или 11 по : выщает идентичность полупериодов пило- ; образного напр жени и упрощает ста- билизатор. Одновременно с этим снижаетс и уровень напр жени радиопомех, сВ5кзанный с работой ключевого регулирующего транзистора, так как между регулирующим транзистором и трансформат ром, т.е. входной цепью, находитс введенна цепь с конденсатором. Эта же цепь повышает помехозащищенность цепи нагрузки, например, логических цепей вычислительных средств, питаюишхс от 36 стабилизатора, от их пульсных симметрнч- ш х помех в питающей сети, проникающих через входной трансфор атор. Формула 3 о б р е т е н и 1.КлючсБО; стабн.нетатор посто нного напр жени , содержаи1кй последовательно соединенные вьатр нтель, регул1фуюший ключевой элемент с DLC -фильтром, блок управлени , состо щий из узла фор мировател , выходом соединенного с входом регулирующего элемента, а входами с узлом измерени выходного напр жени и источником опорного напр жени , и синхронизирующего резистора, причем входiibie выводы выпр мител соед|1нены с входными выводами дл подключени источника переменного напр жени пр моу-. голь ной , отличающийс тем, что, с целью повышени надэлшости путем уменьшени перенапр жени на регулирующем элементе, и повышени помбхозащлшенности и упрощени , синхрони31фуюЩ1 й резистор включен в цепи блока управлени регулЕфующим элементом, причем первый вывод синхроннзгфуюшего резистора подключен к общей шине, а второй через введенный ограничит&пьньй резистор подключен к обшей точке двух введешаых диодов, другие электроды кото рых через, соответствующие введенные резисторы подключены к BXOAHMJV вьпзодам выпр мител к через введенный конденсатор соединены ме;кду собой. 2.Стабилизатор по п. 1, от л и - чающийс тем, что второй вывод синхронизирующего резистора, соединенного с ограничительным резггстором, псдклгочен к второму входу узпа изхоерегл;..:. а второй вьшод источншса опоркого калр/.жени соединен с общей шиной. 3.Стабилизатор по п. 1, от л и чающийс TGN, что второй вывод синхронизирующего резистора, сбЪдинекного с ограничительным резксторо., подключен к второму выводу источншса опорного напр ., а второй вывод узла измерени соединен с обшей шиной. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Горбач А. В. Вторичные источнтуси , питани с ключевым стабилизатором, преобразователем и выпр м1гтелем. - Обмен. опытом в радиопромышленности, 1972, вып. 2, с. 75-78. 2.Авторское сввдетельство СССР по за вке К 2462656/24-О7, кл. Н 02 М 3/335, 16.03.77.Thus, this voltage Uciq will have a sawtooth shape with almost the same rise and fall times, and the inflection angles coincide with the moment of polarity change of the supply voltage Ugx. In FIG. 3, plot / & the dotted line shows the voltage on the codendenal 14 in the Case, if not the initial portions of the charge and discharge exponent are used. Diodes 10 and 11, pass to the synchronizing resistor 8 only the positive parts of these sawtooth voltages (in Fig. 2, the negative parts of these voltages), the one on the resistor 8 being the voltage U (j sawing the double frequency relative to the supply voltage and the vertices will be in the center of the half-periods of the power supply. In the 59 circuit of the resistor 8, thus, in each half-period of the voltage doubled with respect to the power supply, there is only one non-linear element — one of the diodes 10 or 11. In FIG. 3 Q, g shows the voltage plots) collector-emitter UK-E current Zl regulating path {1 of the stabilizer. The fronts of these diagrams coincide with the moment of intersection of the total voltage of the reference node (Jem and the synchronizing resistor (Jgg with the voltage of the measuring node and comparing Ucp -tangents t and tj. Thus, stabilizer-current consumption occurs at times that do not coincide with the moments of the field change Therefore, there is no need for an input filter of a stabilizer, for example, a capacitor after voltage 1, which significantly reduces the volume, size and weight of the stabilizer, and the switching of these diodes is higher A 1 - without the application of reverse voltage. When the regulating transistor is turned off, the energy stored in the leakage inductance of the transformer windings is partially in the inserted circuit connected in parallel to the secondary winding, which significantly reduces the switching voltage on the regulating transistor and eliminates the need for transistor with a voltage margin (higher-voltage transistor), or in the application of special measures to reduce these switching emissions, which complicate tableizer Due to such a decision, the need for an additional transformer winding is also eliminated, which greatly simplifies its manufacture, as well as the need for a choke. The presence in the circuit of the synchronizing resistor 8 in each half-period of only one nonlinear element - diode 10 or 11 by: shaped voltage and simplifies the stabilizer. At the same time, the level of radio interference voltage decreases with the operation of the key regulating transistor, since between the regulating transistor and the transformer, i.e. The input circuit is an input circuit with a capacitor. The same circuit enhances the noise immunity of the load circuit, for example, the logical circuits of the computing means, powered from the 36th stabilizer, from their pulse symmetrical interference in the power supply network, penetrating through the input transformer. Formula 3 on the basis of 1.Key; a constant voltage regulator containing serially connected circuits, a control key element with a DLC filter, a control unit consisting of a blender unit, an output connected to the input of a regulating element, and inputs with a metering unit of the output voltage and a reference source voltage, and a synchronizing resistor, and the input and output terminals of the rectifier are connected to the input terminals for connecting a source of alternating voltage directly. characterized by the fact that, in order to increase the availability by reducing the overvoltage on the regulating element, and to increase the complexity and simplification, synchronizing the firing resistor is connected to the circuits of the regulating element control unit, the first terminal of the synchronous resistor connected to the common bus and the second through The input will limit & a resistor connected to the common point of two input diodes, the other electrodes of which through, the corresponding input resistors are connected to the rectifier BXOAHMJV across The condenser is connected by me; 2. The stabilizer according to claim 1, from l and the fact that the second pin of the synchronizing resistor connected to the limiting resistor is pddd to the second input of the uzhoeregl uzp; ..:. and the second one of the source of a fecal kalr / link is connected to a common bus. 3. The stabilizer according to claim 1, from TGN, that the second terminal of the synchronizing resistor, coupled to the limiting resistor, is connected to the second terminal of the reference source, and the second terminal of the measurement node is connected to the common bus. Sources of information taken into account in the examination 1.Gorbach A.V. Secondary sources, power supply with a key stabilizer, a converter and a rectifier. - Exchange. Experience in the radio industry, 1972, no. 2, s. 75-78. 2.Avtorskoe svdedelstvo USSR on application K 2462656/24-O7, cl. H 02 M 3/335, 16.03.77.

I ОI o

+ о+ o

«о"about

NN

-V7-V7

ГR

ii

SiJSij

-i-iiиь-i-iiii

V/vXV / vx

СWITH

Г VG V

r Wr W

Claims

Claim

1. Key DC voltage stabilizer containing a rectifier connected in series, regulating a key element with a DLC filter, a control unit consisting of a driver unit, an output connected to the input of the regulating element, and inputs with an output voltage measuring unit and a reference voltage source, and a synchronizing resistor moreover, the input terminals of the rectifier are connected to the input terminals for connecting a rectangular voltage source, characterized in that, in order to increase I reliability by reducing the overvoltage on the regulating element, and increasing noise immunity and simplification, the synchronizing resistor is included in the circuit of the control unit of the regulating element, and the first output of the synchronizing resistor is connected to the common bus, and the second through the introduced limiting resistor is connected to the common point of the two entered diodes, others whose electrodes are through, the corresponding input resistors are connected to the input terminals of the rectifier and are connected to each other through the input capacitor.

2. The stabilizer in π. 1, characterized in that the second terminal of the synchronizing resistor connected to the limiting resistor is connected to the second input of the measurement unit, and the second terminal of the reference voltage source is connected to a common bus.

3. The stabilizer in π. 1, characterized in that the second terminal of the synchronizing resistor connected to the limiting resistor is connected to the second terminal of the reference voltage source, and the second terminal of the measurement unit is connected to the common bus.