SU903834A1

SU903834A1 - Dc voltage stabilizer

Info

Publication number: SU903834A1
Application number: SU802933406A
Authority: SU
Inventors: Валерий Станиславович Патуха; Петр Степанович Позняк
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4493
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1982-02-07

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике.The invention relates to electrical engineering.

Известен стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулирующий элемент , включенный между входными и выходными зажимами стабилизатора, и цепь обратной св зи с опорным элементом, зашунтированным конденсатором 1.A constant voltage stabilizer is known, comprising a regulating element connected between the input and output terminals of the stabilizer, and a feedback circuit with a support element shunted by a capacitor 1.

Недостатком этого преобразовател вл ютс увеличенные габариты и вес, что обусловлено необходимостью установки конденсатора большой емкости при подключении на выход стабилизатора нагрузки, требующей плавного нарастани напр жени .The disadvantage of this converter is the increased dimensions and weight, which is caused by the need to install a large-capacity capacitor when a load stabilizer is connected to the output, which requires a gradual voltage rise.

Так, например, электронно-лучевые трубки с косвенным подогревом катода требуют плавного нарастани напр жений на электродах в течение определенного промежутка времени (1-2 мин).For example, cathode ray tubes with indirect heating of the cathode require a gradual increase in voltages at the electrodes for a certain period of time (1-2 minutes).

В случае подачи на электроды электронно-лучевой трубки высоких напр жений одновременно с напр жением накала происходит эмисси электронов из холодного катода , что приводит к нарушению оксидного сло катода, преждевременной потери им эмиссии и выходу из стро электронно-лучевой трубки.When high voltages are applied to the electrodes of a cathode ray tube, electrons from the cold cathode are emitted simultaneously with the filament voltage, which leads to disruption of the oxide layer of the cathode, premature loss of emission and the failure of the cathode ray tube.

Наиболее близким к изобретению техническим решением вл етс стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулируемый преобразователь, включенный между входными и выходными зажимами стаби лизатора, цепь обратной св зи с опорным элементом , выход которой соединен с управл ющим входом регулируемого преобразовател , а вход - с выходными зажимами стабилизатора , и узел плавного запуска, подключенный входными выводами к зажимам дл подключени посто нного напр жени , а выходными выводами - к опорному элементу, причем узел плавного запуска состоит из транзистора, резистора, конденсатора и дио ,, да 2.The closest technical solution to the invention is a DC voltage regulator containing an adjustable converter connected between the input and output terminals of the stabilizer, a feedback circuit with a supporting element, the output of which is connected to the control input of the adjustable converter, and the input with output stabilizer clips, and a soft start assembly, connected by input terminals to the terminals for connecting a constant voltage, and output terminals — to a supporting element, the smooth node the trigger consists of a transistor, resistor, capacitor and dio, ,, yes 2.

Недостатком известного стабилизатора вл етс сложность и ограниченные функциональные возможности, что обусловлено использованием двух источников посто нного напр жени и невозможностью обеспечить The disadvantage of the known stabilizer is the complexity and limited functionality due to the use of two sources of constant voltage and the inability to provide

20 значительное врем нарастани напр жени на выходе стабилизатора.20 a significant rise time at the output of the stabilizer.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и упрощение схемы стабилизатора.The purpose of the invention is to enhance the functionality and simplify the stabilizer circuit.

Цель достигаетс тем, что в стабилизатор посто нного напр жени , содержащий регулируемый преобразователь, включенный между входными и выходными зажимами стабилизатора , цепь обратной св зи с опорным элементом, выход которой соединен с управл ющим входом регулируемого преобразовател , а вход - с выходными зажимами стабилизатора, и узел плавного запуска, подключенный входными выводами к входным зажимам стабилизатора, а выходными выводами - к опорному элементу, причем узел плавного запуска состоит из транзистора , резистора, конденсатора и диода, в качестве транзистора узла плавного запуска использован полевой транзистор, исток которого подключен к положительному выходному выводу узла плавного запуска, сток - к положительному входному выводу узла плавного запуска, а затвор соединен через диод с истоком полевого транзистора, через резистор- со стоком полевого транзистора, а через конденсатор - с отрицательным входным выводом узла плавного запуска.The goal is achieved by the fact that the DC stabilizer contains an adjustable transducer, connected between the stabilizer input and output terminals, a feedback circuit with a supporting element, the output of which is connected to the control input of the adjustable transducer, and the stabilizer output terminals, and a soft start node connected by input pins to the input terminals of the stabilizer, and output pins to a supporting element, the soft start node consisting of a transistor, resistor, condensate a and a diode, a field-effect transistor is used as the transistor of the soft start node, the source of which is connected to the positive output terminal of the soft start node, the drain is connected to the positive input terminal of the soft start node, and the gate is connected through the diode to the source of the field-effect transistor field-effect transistor, and through a capacitor - with a negative input output of the soft start node.

Схема стабилизатора посто нного напр жени представлена на чертеже.The constant voltage regulator circuit is shown in the drawing.

Стабилизатор содержит регулируемый преобразователь 1, состо щий из регулирующего элемента 2, нерегулируемого преобразовател 3 и выпр мител 4, включенный между входными 5 и выходными 6 зажимами стабилизатора, цепь обратной св зи из делител на резисторах 7 и 8, усилител 9 и опорного элемента 10. Выход 11 цепи обратной св зи подключен к управл ющему входу регулируемого преобразовател 1. Узел 12 плавного запуска подключен положительным входным выводом 13 к источнику посто нного напр жени 14, а положительным выходным выводом 15 - к опорному элементу 10. Узел 12 плавного запуска состоит из полевого транзистора 16, исток которого подключен к выводу 15, сток - к выводу 13, а затвор соединен через диод 17 с истоком полевого транзистора 16, через резистор 18 - со стоком транзистора 16, а через конденсатор 19 - с отрицательным входным выводом 20 узла плавного запуска 12. Выходные зажимы 6 стабилизатора напр жени подключены к электродам электронно-лучевой трубки 21. Дл обеспечени возможности подрегулировки выходного напр жени опорный элемент 10 выполнен на стабилитроне 22, зашунтированном переменным резистором 23.The stabilizer contains an adjustable converter 1 consisting of a regulating element 2, an unregulated converter 3 and a rectifier 4 connected between the input 5 and output 6 terminals of the stabilizer, a feedback circuit from the splitter on resistors 7 and 8, the amplifier 9 and the supporting element 10. The output 11 of the feedback circuit is connected to the control input of the adjustable converter 1. The soft start node 12 is connected by a positive input terminal 13 to a constant voltage source 14, and by a positive output terminal 15 to a reference terminal 10. The soft start node 12 consists of a field-effect transistor 16, the source of which is connected to pin 15, the drain to terminal 13, and the gate is connected via a diode 17 to the source of the field-effect transistor 16, through a resistor 18 to the drain of transistor 16, and through a capacitor 19 - with a negative input terminal 20 of the soft start unit 12. The output terminals 6 of the voltage regulator are connected to the electrodes of the cathode ray tube 21. To enable the output voltage to be adjusted, the supporting element 10 is made on the zener diode 22, bridged 23 resistor.

На чертеже показан вариант питани , при котором входные зажимы 5 стабилизатора и входные зажимы 13 узла 12 плавного запуска подключены к одному источнику посто нного напр жени 14. В общем случае возможно раздельное питание силовой части стабилизатора и узла плавного запуска.The drawing shows a power supply variant in which the input terminals 5 of the stabilizer and the input terminals 13 of the soft start unit 12 are connected to the same source of constant voltage 14. In general, it is possible to separate the power supply of the stabilizer and the soft start unit.

При включении источника питани 14 напр жение питани подаетс на входные зажимы 5 регулируемого преобразовател 1,When the power source 14 is turned on, the power supply voltage is applied to the input terminals 5 of the adjustable converter 1,

на накал электронно-лучевой трубки 21 и на входной вывод 13 узла плавного Запуска 12. При подаче питани в первый момент полевой транзистор 16 заперт. Ток через него отсутствует . Напр жение на затворе равно напр жению отсечки. Напр жение на выходном зажиме 15, стабилитроне 22 и резисторе 23 также равно напр жению отсечки транзистора 16. При этом с усилител 9 посто нного напр жени подаетс запирающий потенциал на управл ющий вход регулируемого преобразовател 1, и напр жение на входе преобразовател 3 отсутствует. Следовательно отсутствует и выходное напр жение стабилизатора, в то врем как напр жение накала уже подано.the glow of the cathode ray tube 21 and the input terminal 13 of the soft start node 12. When the power is supplied at the first moment, the field effect transistor 16 is locked. There is no current through it. The voltage across the gate is equal to the cut-off voltage. The voltage at the output terminal 15, the zener diode 22 and the resistor 23 is also equal to the cut-off voltage of the transistor 16. At the same time, a blocking potential is applied to the control input of the adjustable converter 1 from the constant-voltage amplifier 9 and the voltage at the input of the converter 3 is absent. Consequently, the output voltage of the stabilizer is also absent, while the filament voltage is already applied.

По мере зар да конденсатора 19 через резистор 18 увеличиваетс потенциал затвора и потенциал истока полевого транзистора 16. При этом напр жение управлени затвор - исток возрастает от напр жени отсечки до нул за врем равное посто нной времени цепи зар да конденсатора 19 через резистор 18 от источника напр жени 14, подключенного к входным выводам 13 и 20.As the capacitor 19 charges through the resistor 18, the gate potential and the source potential of the field-effect transistor 16 increase. At the same time, the control voltage of the gate-source increases from the cut-off voltage to zero in a time equal to the constant time of the capacitor charge circuit 19 through the resistor 18 from the source voltage 14 connected to input pins 13 and 20.

Напр жение на стабилитроне 22 возрастает по экспоненте. Возрастает напр жение на входе и значит, выходе усилител посто нного напр жени 9, регулирующий элемент 2 отпираетс , плавно увеличиваетс напр жение, подаваемое на вход преобразовател 3. С выхода преобразовател 3 напр жение, так же плавно возрастающее, поступает на выпр митель 4, где выпр мл етс , умножаетс , фильтруетс и поступает на электроды электронно-лучевой трубки 21. Поскольку напр жение накала подаетс на электронно-лучевую трубку сразу после включени питани , а высокие напр жени - по истечении заданного промежутка времени, эмиссии из холодного катода не происходит, так как катод за это врем успевает разогретьс .The voltage at Zener diode 22 increases exponentially. The input voltage increases and, therefore, the output of the DC amplifier 9, the regulating element 2 is unlocked, the voltage supplied to the input of the converter 3 increases smoothly. From the output of the converter 3, the voltage, which also gradually increases, goes to the rectifier 4, where it is rectified, multiplied, filtered, and fed to the electrodes of the cathode ray tube 21. Since the filament voltage is fed to the cathode ray tube immediately after the power is turned on, and high voltages after a specified period of time , emission from the cold cathode does not occur, since the cathode has time to warm up during this time.

Нарастание напр жени на выходе стабилизатора посто нного напр жени происходит до тех пор, пока напр жение на стабилитроне 22 не достигнет его напр жени стабилизации. При этом через стабилитрон начинает протекать ток, величина которого определ етс только параметрами полевого транзистора 16 и равна максимальному току открытого транзистора.The voltage rise at the output of the DC voltage regulator occurs until the voltage at the Zener diode 22 reaches its stabilization voltage. In this case, a current begins to flow through the Zener diode, the magnitude of which is determined only by the parameters of the FET 16 and is equal to the maximum current of the open transistor.

Схема на полевом транзисторе 16 работает в режиме стабилизации тока. Ток транзистора 16, а значит, и стабилитрона 22 не зависит от параметров цепи, обеспечивающей задержку включени . Это позвол ет увеличивать посто нную времени зар да конденсатора 19, а следовательно, и врем нарастани высоких выходных напр жений увеличением резистора 18 до тех пор, пока величина тока зар да не станет соизмеримой с обратным током диода 17.The circuit on the field-effect transistor 16 operates in the current stabilization mode. The current of the transistor 16 and, therefore, the Zener diode 22 does not depend on the parameters of the circuit, providing a turn-on delay. This allows the charging time constant of capacitor 19 to be increased, and consequently, the rise time of high output voltages by increasing resistor 18 until the value of the charge current becomes comparable with the reverse current of diode 17.

Диод 17 служит дл защиты перехода затвор - исток от пр мого тока затвора, который может по витьс при закорачивании или пробое стабилитрона 22 и при больших всплесках питающего напр жени . При кратковременном исчезновении напр жени источника питани 14 конденсатор 19 быстро разр жаетс через диод 16 и малое сопротивление резистора 23. При возникновении напр жени описанный выше процесс снова повтор етс .The diode 17 serves to protect the gate-to-source junction from the forward gate current, which can occur during shorting or breakdown of the zener diode 22 and at large power supply surges. When the voltage of the power source 14 disappears for a short time, the capacitor 19 is quickly discharged through the diode 16 and the low resistance of the resistor 23. When the voltage occurs, the process described above is repeated again.

В установившемс режиме стабилизатор посто нного напр жени работает как обычна схема компенсационного стабилизатора последовательного типа. Например, при увеличении тока нагрузки напр жение на выходе стабилизатора посто нного напр жени , вследствие посто нства внутреннего сопротивлени высоковольтного выпр мител , уменьшаетс . Это приводит к уменьшению напр жени на делителе обратной св зи 7 и 8 и увеличению разностного напр жени , поступающего на вход усилител 9 посто нного напр жени , что приводит к еще большему открыванию регулирующего элемента 2. При этом, напр жение на входе преобразовател 3 возрастает на такую величину, что выходное напр жение остаетс посто нным . Аналогично работает стабилизатор и при воздействии других дестабилизирующих факторов.In the steady state mode, the constant voltage regulator operates as usual in a series-type compensating stabilizer circuit. For example, as the load current increases, the voltage at the output of the DC voltage regulator decreases due to the constant internal resistance of the high voltage rectifier. This leads to a decrease in voltage on the feedback divider 7 and 8 and an increase in the differential voltage supplied to the input of the constant voltage amplifier 9, which leads to an even greater opening of the regulating element 2. At the same time, the voltage at the input of the converter 3 increases by such a value that the output voltage remains constant. Similarly, the stabilizer works when exposed to other destabilizing factors.

Таким образом, выполнение узла запуска стабилизатора посто нного напр жени на полевом транзисторе, диоде,конденсаторе и резисторе позвол ет обеспечить плавное нарастание напр жений на электродах электронно-лучевой трубки в течение заданного промежутка времени, при малой величине емкости конденсатора 19, что расшир ет функциональные возможности стабилизатора при относительной простоте узла плавного запуска. Кроме того, схема на полевом транзисторе вл етс стабилизатором тока и стабилитрон питаетс стабилизированным током , что приводит к увеличению коэффициента стабилизации выходного напр жени стабилизатора .Thus, the execution of the constant voltage regulator start-up unit on the field-effect transistor, diode, capacitor and resistor allows to ensure a smooth increase in the voltages on the electrodes of the cathode-ray tube for a given period of time, with a small capacitance of the capacitor 19, which expands the functional stabilizer capabilities with relative simplicity of the soft start unit. In addition, the field-effect transistor circuit is a current stabilizer and the zener diode is powered by a stabilized current, which leads to an increase in the stabilization factor of the output voltage of the stabilizer.

Claims

Invention Formula

A DC voltage regulator containing an adjustable transducer connected between the input and output

the stabilizer clips, the feedback circuit with the support element, the output of which is connected to the control input of the adjustable converter, and the input with the output terminals of the stabilizer, and the soft start node connected by the input terminals to the input terminals of the stabilizer, and the output terminals to the support element, the soft start node consists of a transistor, a resistor, a capacitor and a diode, characterized in that, in order to expand the functionality and simplify the voltage regulator circuit, as a transistor The soft-start node used a field-effect transistor, the source of which is connected to the positive output terminal of the soft-start node, the drain to the positive input terminal of the soft start node, and the gate is connected via a diode to the source of the field-effect transistor, through a resistor to the drain of the field-effect transistor, and through a capacitor - with a negative input output of the soft start node.

Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 535559, cl. G 05 F 1/56, 1977.

five

2. USSR author's certificate No. 642832, cl. H 02 M 3/335, 1978.