RU2755496C1 - Pulse voltage stabilizer - Google Patents
Pulse voltage stabilizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755496C1 RU2755496C1 RU2021102845A RU2021102845A RU2755496C1 RU 2755496 C1 RU2755496 C1 RU 2755496C1 RU 2021102845 A RU2021102845 A RU 2021102845A RU 2021102845 A RU2021102845 A RU 2021102845A RU 2755496 C1 RU2755496 C1 RU 2755496C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- key element
- transistor
- diode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к области электротехники, в частности к импульсным стабилизаторам напряжения.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to pulse voltage stabilizers.
Уровень техникиState of the art
Известен параметрический стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий опорный стабилитрон, транзистор и резистор. Входная шина стабилизатора напряжения соединена непосредственно с коллектором транзистора и через резистор с катодом опорного стабилитрона. Анод опорного стабилитрона соединен с общей шиной. База транзистора соединена с катодом опорного стабилитрона. Эмиттер транзистора соединен с выходной шиной стабилизатора напряжения (Вересов Г.П., Смуряков Ю.Л. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. - М.: Энергия, 1978. С. 53, рис. 2-8б).Known parametric DC voltage regulator containing a reference zener diode, a transistor and a resistor. The input bus of the voltage regulator is connected directly to the collector of the transistor and through a resistor to the cathode of the reference zener diode. The anode of the reference zener diode is connected to a common bus. The base of the transistor is connected to the cathode of the reference zener diode. The emitter of the transistor is connected to the output bus of the voltage stabilizer (Veresov G.P., Smuryakov Yu.L. Stabilized power supplies of radio equipment. - M .: Energiya, 1978. S. 53, Fig. 2-8b).
Недостатком указанного стабилизатора напряжения является низкий коэффициент полезного действия (КПД), связанный с большими потерями энергии в цепях транзистора и опорного стабилитрона, возрастающими с ростом напряжения питания.The disadvantage of the specified voltage stabilizer is the low efficiency (efficiency) associated with large energy losses in the circuits of the transistor and the reference zener diode, increasing with increasing supply voltage.
Известен импульсный стабилизатор напряжения содержащий шину начальной установки, входную шину, ключевой элемент, фильтр, схему сравнения, схему управления, выходную шину. Ключевой элемент содержит первый транзистор p-n-p-типа, второй транзистор n-p-n-типа, первый и второй резисторы. Фильтр содержит диод и конденсатор. Схема сравнения содержит транзистор p-n-p-типа, стабилитрон, диод, первый и второй резисторы. Схема управления содержит генератор импульсов, RS-триггер, инвертор с открытым стоком (патент RU №2216765, МПК G05F 1/56).Known switching voltage regulator containing the bus of the initial installation, the input bus, the key element, the filter, the comparison circuit, the control circuit, the output bus. The key element contains the first PNP transistor, the second NPN transistor, the first and second resistors. The filter contains a diode and a capacitor. The comparison circuit contains a pnp-type transistor, a zener diode, a diode, first and second resistors. The control circuit contains a pulse generator, an RS trigger, an open drain inverter (patent RU No. 2216765, IPC G05F 1/56).
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные:The disadvantage of this device is limited functionality due to:
- низкой температурной стабильностью выходного напряжения (узким диапазоном рабочих температур) в случае широкого диапазона выходных напряжений;- low temperature stability of the output voltage (narrow range of operating temperatures) in the case of a wide range of output voltages;
- узким диапазоном выходных напряжений при высокой температурной стабильности (широком диапазоне рабочих температур);- narrow range of output voltages at high temperature stability (wide range of operating temperatures);
- низким КПД, в силу реализации ключевого элемента на базе биполярных транзисторов, приборов управляемых током, собственное энергопотребление которых, а значит и тепловой режим, напрямую связан с величиной коммутируемого тока;- low efficiency, due to the implementation of a key element based on bipolar transistors, current-controlled devices, whose own energy consumption, and hence the thermal regime, is directly related to the value of the switched current;
- низкой точностью установления выходного напряжения;- low accuracy of setting the output voltage;
- отсутствием защиты от перегрузки.- lack of overload protection.
Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является импульсный стабилизатор напряжения (патент RU №154069, МПК G05F 1/56).The closest analogue - a prototype to the claimed technical solution is a pulse voltage regulator (patent RU No. 154069, IPC
Импульсный стабилизатор напряжения содержит входную шину, ключевой элемент, фильтр, схему сравнения, схему управления, выходную шину, общую шину, шину начальной установки. Ключевой элемент содержит первый резистор, второй резистор, первый транзистор р-n-р-типа, второй транзистор n-p-n-типа, фильтр содержит диод и конденсатор. Схема сравнения содержит первый резистор, диод, транзистор р-n-р-типа, первый стабилитрон, второй стабилитрон, второй резистор. Схема управления содержит генератор импульсов, RS-триггер, инвертор с открытым стоком. Входная шина соединена со входом ключевого элемента, который через первый резистор соединен с базой второго транзистора, коллектором первого транзистора, выходом схемы управления и с катодом диода схемы сравнения, а через второй резистор соединен с эмиттером первого транзистора, база которого соединена с коллектором второго транзистора, являющегося выходом ключевого элемента, и соединенного со входом схемы сравнения и со входом фильтра. Вход схемы сравнения соединен непосредственно с эмиттером транзистора и через первый резистор, соединен с анодом диода, базой транзистора, катодом первого стабилитрона, анод которого, через встречно включенный второй стабилитрон, соединен с общей шиной устройства, а коллектор транзистора, являющийся выходом схемы сравнения, через второй резистор, соединен с общей шиной. Вход фильтра, соединен с анодом диода, катод которого непосредственно соединен с выходной шиной и через конденсатор соединен с общей шиной. Выход схемы сравнения соединен с S-входом RS-триггера, первый R-вход которого соединен с выходом генератора, второй R-вход RS-триггера соединен с шиной начальной установки. Прямой выход RS-триггера, через инвертор с открытым стоком, соединен с выходом схемы управления.The switching voltage regulator contains an input bus, a key element, a filter, a comparison circuit, a control circuit, an output bus, a common bus, and an initial setting bus. The key element contains the first resistor, the second resistor, the first pnp-type transistor, the second n-pn-type transistor, the filter contains a diode and a capacitor. The comparison circuit contains a first resistor, a diode, a pnp-type transistor, a first zener diode, a second zener diode, and a second resistor. The control circuit contains a pulse generator, an RS flip-flop, an open-drain inverter. The input bus is connected to the input of the key element, which through the first resistor is connected to the base of the second transistor, the collector of the first transistor, the output of the control circuit and to the cathode of the diode of the comparison circuit, and through the second resistor is connected to the emitter of the first transistor, the base of which is connected to the collector of the second transistor, which is the output of the key element, and connected to the input of the comparison circuit and to the input of the filter. The input of the comparison circuit is connected directly to the emitter of the transistor and through the first resistor, connected to the anode of the diode, the base of the transistor, the cathode of the first zener diode, the anode of which, through the oppositely connected second zener diode, is connected to the common bus of the device, and the collector of the transistor, which is the output of the comparison circuit, through the second resistor is connected to the common bus. The filter input is connected to the anode of the diode, the cathode of which is directly connected to the output bus and through a capacitor is connected to the common bus. The output of the comparison circuit is connected to the S-input of the RS-flip-flop, the first R-input of which is connected to the output of the generator, the second R-input of the RS-flip-flop is connected to the initial setting bus. The direct output of the RS flip-flop, through an open-drain inverter, is connected to the output of the control circuit.
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные:The disadvantage of this device is limited functionality due to:
- низким КПД, в силу реализации ключевого элемента на базе биполярных транзисторов, приборов управляемых током, собственное энергопотребление которых, а значит и тепловой режим, напрямую связан с величиной коммутируемого тока;- low efficiency, due to the implementation of a key element based on bipolar transistors, current-controlled devices, whose own energy consumption, and hence the thermal regime, is directly related to the value of the switched current;
- низкой точностью установления выходного напряжения;- low accuracy of setting the output voltage;
- отсутствием защиты от перегрузки.- lack of overload protection.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к расширению функциональных возможностей.The technical result that can be achieved with the proposed invention is reduced to expanding the functionality.
Технический результат достигается тем, что в импульсный стабилизатор напряжения содержащий: входную шину; выходную шину; общую шину; ключевой элемент, содержащий резистор; фильтр, содержащий диод и конденсатор; схему сравнения, содержащую транзистор р-n-р-типа, первый и второй стабилитроны, первый и второй резисторы; схему управления; причем входная шина подключена к входу ключевого элемента, выход которого соединен с входами фильтра и схемы сравнения, выход которой соединен со входом схемы управления, выход которой соединен с входом управления ключевого элемента; вход схемы сравнения соединен непосредственно с эмиттером транзистора р-n-р-типа и через первый резистор, соединен с базой транзистора р-n-р-типа, катодом первого стабилитрона, анод которого, через встречно включенный второй стабилитрон, соединен с общей шиной, а коллектор транзистора р-n-р-типа, являющийся выходом схемы сравнения, через второй резистор, соединен с общей шиной; вход фильтра соединен с анодом диода, катод которого непосредственно соединен с выходной шиной и через конденсатор соединен с общей шиной; введены: в состав схемы управления - формирователь импульса начальной установки; элемент 2-ИЛИ с открытым стоком, одновибратор, причем первый вход элемента 2-ИЛИ с открытым стоком, выход которого служит выходом схемы управления, соединен с выходом формирователя импульса начальной установки, а второй вход соединен с выходом одновибратора, вход которого служит входом схемы управления; в состав ключевого элемента - диод, первый и второй МДП транзисторы с индуцированным каналом n-типа, конденсатор, причем анод диода и сток первого МДП транзистора с индуцированным каналом n-типа служат входом ключевого элемента, катод диода соединен с первыми выводами резистора и конденсатора, второй вывод которого и исток первого МДП транзистора с индуцированным каналом n-типа соединены с выходом ключевого элемента, второй вывод резистора и затвор первого МДП транзистора с индуцированным каналом n-типа соединены со стоком второго МДП транзистора с индуцированным каналом n-типа, затвор которого соединен с входом управления ключевого элемента, а исток - с общей шиной.The technical result is achieved by the fact that a pulse voltage regulator contains: an input bus; output bus; common bus; a key element containing a resistor; a filter containing a diode and a capacitor; a comparison circuit containing a pnp-type transistor, first and second zener diodes, first and second resistors; control scheme; moreover, the input bus is connected to the input of the key element, the output of which is connected to the inputs of the filter and the comparison circuit, the output of which is connected to the input of the control circuit, the output of which is connected to the control input of the key element; the input of the comparison circuit is connected directly to the emitter of the p-n-p-type transistor and through the first resistor, connected to the base of the p-n-p-type transistor, the cathode of the first zener diode, the anode of which, through the oppositely connected second zener diode, is connected to the common bus, and the collector of the pnp-type transistor, which is the output of the comparison circuit, through the second resistor, is connected to the common bus; the filter input is connected to the anode of the diode, the cathode of which is directly connected to the output bus and through a capacitor is connected to the common bus; introduced: into the control circuit - an initial setup pulse shaper; 2-OR element with open drain, one-shot, and the first input of the 2-OR element with open drain, the output of which serves as the output of the control circuit, is connected to the output of the initial setup pulse shaper, and the second input is connected to the output of the one-shot, the input of which serves as the input of the control circuit ; the key element consists of a diode, the first and second MOS transistors with an induced n-type channel, a capacitor, and the anode of the diode and the drain of the first MOS transistor with an induced n-type channel serve as the input of the key element, the cathode of the diode is connected to the first terminals of the resistor and capacitor, the second terminal of which and the source of the first MOS transistor with an induced n-type channel are connected to the output of the key element, the second terminal of the resistor and the gate of the first MOS transistor with an induced n-type channel are connected to the drain of the second MOS transistor with an induced n-type channel, the gate of which is connected with the control input of the key element, and the source - with the common bus.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
На фиг. 1 представлена функциональная схема импульсного стабилизатора напряжения.FIG. 1 shows a functional diagram of a switching voltage regulator.
На фиг. 2 представлены временные диаграммы функционирования импульсного стабилизатора напряжения:FIG. 2 shows the timing diagrams of the operation of the switching voltage regulator:
- фиг. 2.а - временные диаграммы на выходе формирователя импульсов 20 начальной установки;- fig. 2.a - timing diagrams at the output of the pulse former 20 of the initial installation;
- фиг. 2.б - временные диаграммы на выходе элемента 2-ИЛИ 21 с открытым стоком;- fig. 2.b - timing diagrams at the output of the element 2-OR 21 with an open drain;
- фиг. 2.в - временные диаграммы на выходе одновибратора 22;- fig. 2.c - timing diagrams at the output of the one-
- фиг. 2.г - временные диаграммы на выходе схемы 4 сравнения (резистора 19);- fig. 2.d - timing diagrams at the output of the comparison circuit 4 (resistor 19);
- фиг. 2.д - временные диаграммы на выходной шине 6 (конденсаторе 14).- fig. 2.e - timing diagrams on the output bus 6 (capacitor 14).
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Импульсный стабилизатор напряжения (фиг. 1) содержит входную шину 1, ключевой элемент 2, фильтр 3, схему 4 сравнения, схему 5 управления, выходную шину 6, общую шину 7.The switching voltage regulator (Fig. 1) contains an
Ключевой элемент 2 содержит резистор 8, диод 9, первый МДП транзистор 10 с индуцированным каналом n-типа, второй МДП транзистор 11 с индуцированным каналом n-типа, конденсатор 12.The
Фильтр 3 содержит диод 13 и конденсатор 14.Filter 3 contains a
Схема 4 сравнения содержит первый резистор 15, транзистор 16 р-n-р-типа, первый стабилитрон 17, второй стабилитрон 18, второй резистор 19.Comparison circuit 4 contains a
Схема 5 управления содержит формирователь импульса 20 начальной установки; элемент 2-ИЛИ 21 с открытым стоком, одновибратор 22.The control circuit 5 comprises an initial
Входная шина 1 подключена к входу ключевого элемента 2, выход которого соединен с входами схемы 4 сравнения и фильтра 3. Выход схемы 4 сравнения соединен со входом схемы 5 управления, выход которой соединен с входом управления ключевого элемента 2.The
Вход ключевого элемента 2 соединен с анодом диода 9 и стоком первого МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа, катод диода 9 соединен с первыми выводами резистора 8 и конденсатора 12, второй вывод которого и исток первого МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа соединены с выходом ключевого элемента 2, второй вывод резистора 8 и затвор первого МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа соединены со стоком второго МДП транзистора 11 с индуцированным каналом n-типа, затвор которого соединен с входом управления ключевого элемента 2, а исток - с общей шиной 7.The input of the
Вход схемы 4 сравнения соединен непосредственно с эмиттером транзистора 16 р-n-р-типа и через первый резистор 15, соединен с базой транзистора 16 р-n-р-типа, катодом первого стабилитрона 17, анод которого, через встречно включенный второй стабилитрон 18, соединен с общей шиной 7 устройства, а коллектор транзистора 16 р-n-р-типа, являющийся выходом схемы 4 сравнения, через второй резистор 19, соединен с общей шиной 7.The input of the comparison circuit 4 is connected directly to the emitter of the p-n-p-
Вход фильтра 3 соединен с анодом диода 13, катод которого непосредственно соединен с выходной шиной 6 и через конденсатор 14 соединен с общей шиной 7.The filter input 3 is connected to the anode of the
Вход схемы 5 управления соединен с выходом одновибратора 22, выход которого соединен со вторым входом элемента 2-ИЛИ с открытым стоком, выход которого служит выходом схемы 5 управления, а вход соединен с выходом формирователя импульса 20 начальной установки.The input of the control circuit 5 is connected to the output of the one-
В качестве формирователя импульса 20 начальной установки может быть использован триггер Шмитта, осуществляющий формирование положительного импульса при включении питания (https://stadopedia.su/9_5389_primenenie-logicheskih-elementov.html, рис. 2-38).As a
В качестве одновибратора 22 может быть использован ждущий мультивибратор, переводимый в неустойчивое состоянием с высоким уровнем напряжения на выходе при подачи на вход высокого уровня напряжения (https://vpayaem.ru/informationl 8.html, рис. 9).As a one-
Импульсный стабилизатор напряжения работает следующим образом.Switching voltage regulator works as follows.
На момент подачи постоянного напряжения питания на входную шину 1 и на блоки схемы 5 управления (цепи питания последних не показаны), ключевой элемент 2 закрыт, напряжение на выходной шине 6 отсутствует, на выходе схемы 4 сравнения и входе схемы 5 управления (на входе одновибратора 22) - низкий потенциал. В то же время при подачи напряжения питания выходной сигнал формирователя импульса 20 начальной установки (фиг. 2.а), (независимо от состояния одновибратора 22 (переходных процессов в момент включения, (фиг. 2.в))) посредством элемента 2-ИЛИ 21 с открытым стоком (фиг.2.б), обеспечивает поддержание на выходе схемы 5 управления, в течение фиксированного интервала времени [t0; t2], высокий потенциал (уровень «лог.1»), обеспечивающий поддержание МДП транзистора 11 с индуцированным каналом n-типа в открытом состоянии, а МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа в закрытом состоянии, так как на затворе МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа, потенциал остается близким к потенциалу земли. Вследствие закрытого состояния МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа, конденсатор 12 заряжается до напряжения близкого к напряжению источника питания, за вычетом падения напряжения на диоде 9 и нагрузке ключевого элемента 2.At the time of applying a constant supply voltage to the
К моменту времени t1, переходные процессы в одновибраторе 22 завершаются. Одновибратор 22 переходит в устойчивое состояние, на выходе устанавливается уровень «лог.0».By the time t 1 , the transients in the one-
С момента времени t2, на выходе формирователя импульса 20 начальной установки устанавливается уровень «лог.0», а на выходе элемента 21 ИЛИ с открытым стоком (на выходе схемы 5 управления) устанавливается потенциал, близкий к потенциалу земли, осуществляющий перевод МДП транзистора 11 с индуцированным каналом n-типа в закрытое состояние. Что приводит к нарастанию напряжения на затворе МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа до напряжения питания минус падение напряжения на диоде 9. Последующее приращение напряжения на истоке МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа передается на его затвор через конденсатор 12, так как диод 9 запирается, МДП транзистор 10 с индуцированным каналом n-типа открывается. В общем случае поддержание МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа в открытом состоянии обеспечивается зарядом конденсатора 12.From the moment of time t 2 , at the output of the
Открытие МДП транзистора 10 с индуцированным каналом n-типа сопровождается зарядом конденсатора 14 (фиг. 2.д) и возрастанием напряжения на эмиттере транзистора 16. Однако ток базы транзистора 16 отсутствует, поскольку стабилитрон 17 имеет высокое сопротивление (стабилитрон 18 открыт), транзистор 16 закрыт; на выходе схемы 4 сравнения (резисторе 19, фиг. 2.г) – потенциал, близкий к нулевому. При достижении, на входе схемы 4 сравнения, напряжения, обеспечивающего пробой (открытие) стабилитрона 17, открывается транзистор 16. На выходе схемы 4 сравнения появляется высокий потенциал (момент времени t3, фиг. 2.д), приводящий в неустойчивое состояние одновибратор 22. На выходе схемы 5 управления, в течение фиксированного интервала времени [t3; t4] (фиг. 2.б), поддерживается высокий потенциал (уровень «лог.1»), обеспечивающий запирание ключевого элемента 2 и подзаряд конденсатора 12.The opening of the
В интервале времени [t3; t4] питание нагрузки импульсного стабилизатора напряжения осуществляется за счет энергии, запасенной в конденсаторе 14.In the time interval [t 3 ; t 4 ] power supply of the load of the switching voltage regulator is carried out due to the energy stored in the
Резистор 15 осуществляет привязку потенциала базы транзистора 16 к потенциалу его эмиттера. Резистор 19 является коллекторной нагрузкой транзистора 16. Стабилитроны 17 и 18 однотипные, лавинные, обеспечивают взаимную компенсацию температурных коэффициентов напряжения стабилизации, а значит и расширение диапазона рабочих температур устройства.
В момент времени t4 одновибратор 22 переходит в устойчивое состояние, на выходе устанавливается уровень «лог.0», обеспечивающий перевод ключевого элемента 2 в открытое состояние и подзаряд конденсатора 14.At the moment of time t 4, the one- shot 22 goes into a stable state, the output is set to the level "log.0", which ensures the transfer of the
В дальнейшем, алгоритм работы стабилизатора повторяется. Причем в силу жесткой обратной связи длительности устойчивого состояния одновибратора 22 (периода следования управляющих импульсов) со скоростью заряда конденсатора 14 (сопротивлением нагрузки стабилизатора, скачкообразных колебаний напряжения на входной шине 1) предлагаемое устройство характеризуется:In the future, the algorithm of the stabilizer is repeated. Moreover, due to the rigid feedback of the duration of the steady state of the one-shot 22 (the repetition period of the control pulses) with the charging rate of the capacitor 14 (load resistance of the stabilizer, jump-like voltage fluctuations on the input bus 1), the proposed device is characterized by:
- более высокой точностью установления выходного напряжения в сравнении с прототипом, так как, в случае прототипа, как нестабильность сопротивления нагрузки, так и скачкообразные колебания напряжения на входной шине, не оказывают влияние на период следования управляющих импульсов;- higher accuracy of setting the output voltage in comparison with the prototype, since, in the case of the prototype, both the instability of the load resistance and abrupt fluctuations of the voltage on the input bus do not affect the repetition period of the control pulses;
- наличием защиты по току.- the presence of current protection.
В случае перегрузки по току (значительного уменьшения сопротивления нагрузки, вплоть до короткого замыкания) - стабилитрон 17, а значит и ключевой элемент 2, будут оставаться в закрытом состоянии.In the event of an overcurrent (a significant decrease in the load resistance, up to a short circuit), the
В случае прототипа, защита по току не предусмотрена - ключевой элемент переводится в открытое состояние независимо от сопротивления нагрузки, что существенно снижает надежность устройства.In the case of the prototype, current protection is not provided - the key element is switched to the open state regardless of the load resistance, which significantly reduces the reliability of the device.
Кроме того, в случае прототипа, имеет место относительно низкий КПД. Это обусловлено реализацией схемы ключевого элемента на базе биполярных транзисторов. Биполярные транзисторы - это приборы управляемые током, собственное энергопотребление которых, а значит и тепловой режим, напрямую связан с величиной коммутируемого тока. А попытка снижения транзисторами собственного энергопотребления (повышения КПД устройства) за счет использования транзисторов с меньшим током базы (а значит и меньшей допустимой мощностью рассеивания - неизбежно повысит требования к увеличению теплоотвода), повлечет снижение надежности устройства.In addition, in the case of the prototype, there is a relatively low efficiency. This is due to the implementation of the key element circuit based on bipolar transistors. Bipolar transistors are current-controlled devices, whose own power consumption, and hence the thermal regime, is directly related to the magnitude of the switched current. And an attempt to reduce transistors' own energy consumption (to increase the efficiency of the device) by using transistors with a lower base current (and hence a lower allowable dissipation power - will inevitably increase the requirements for an increase in heat dissipation), will entail a decrease in the reliability of the device.
В то же время МДП транзисторы с индуцированным каналом характеризуются рядом преимуществ относительно биполярных транзисторов (Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. - М.: Радио и связь, 1985, с. 19):At the same time, MIS transistors with an induced channel are characterized by a number of advantages over bipolar transistors (Oksner E.S. Powerful field-effect transistors and their application. - M .: Radio i svyaz, 1985, p. 19):
- управление напряжением (высокое сопротивление со стороны затвора, ток затвора практически равен нулю);- voltage control (high resistance on the side of the gate, the gate current is practically zero);
- высокая скорость переключения;- high switching speed;
- почти неограниченная нагрузочная способность по выходу (если не учитывать скорость переключения);- almost unlimited output load capacity (if the switching speed is not taken into account);
- очень малая вероятность теплового саморазогрева;- very low probability of thermal self-heating;
- очень малая вероятность вторичного пробоя;- very low probability of secondary breakdown;
- допустимость резкого изменения тока стока.- the admissibility of a sharp change in the drain current.
А значит, предлагаемое устройство, в схеме ключевого элемента 2 которого использованы МДП транзисторы, при той же величине коммутируемой мощности, что и в случае прототипа, будет характеризоваться более высоким значением как КПД, так и надежности. Тем более что в случае прототипа в составе схемы ключевого элемента необходимо использовать два однотипных биполярных транзистора (например, большой мощности), а в предлагаемом устройстве - разнотипные (например, большой мощности - МДП транзистор 10 и малой мощности - МДП транзистор 11).This means that the proposed device, in the circuit of
В целом предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными возможностями в сравнении с прототипом.In general, the proposed device has wider functionality in comparison with the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102845A RU2755496C1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Pulse voltage stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102845A RU2755496C1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Pulse voltage stabilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2755496C1 true RU2755496C1 (en) | 2021-09-16 |
Family
ID=77745519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021102845A RU2755496C1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Pulse voltage stabilizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2755496C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771355C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-05-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Electronic circuit supply voltage stabilizer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU467436A1 (en) * | 1972-06-02 | 1975-04-15 | Предприятие П/Я А-1298 | Source of stabilized direct current voltage |
SU587461A1 (en) * | 1975-10-24 | 1978-01-05 | Ejgel Boris S | Dc voltage stabilizer |
GB2077964A (en) * | 1980-03-20 | 1981-12-23 | Bowler Peter Ltd | Voltage regulation |
RU2611021C2 (en) * | 2015-05-26 | 2017-02-17 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "СибГУТИ") | Dc voltage stabilizer |
-
2021
- 2021-02-05 RU RU2021102845A patent/RU2755496C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU467436A1 (en) * | 1972-06-02 | 1975-04-15 | Предприятие П/Я А-1298 | Source of stabilized direct current voltage |
SU587461A1 (en) * | 1975-10-24 | 1978-01-05 | Ejgel Boris S | Dc voltage stabilizer |
GB2077964A (en) * | 1980-03-20 | 1981-12-23 | Bowler Peter Ltd | Voltage regulation |
RU2611021C2 (en) * | 2015-05-26 | 2017-02-17 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "СибГУТИ") | Dc voltage stabilizer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771355C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-05-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Electronic circuit supply voltage stabilizer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230130733A1 (en) | Low dropout linear regulator and control circuit thereof | |
US10079542B2 (en) | High voltage current source with short circuit protection | |
CN100550560C (en) | Current foldback circuit | |
KR20060050145A (en) | Overcurrent protection circuit | |
US6356059B1 (en) | Buck converter with normally off JFET | |
US8669750B2 (en) | Method of forming a semiconductor device and structure thereof | |
US8643355B2 (en) | Method for generating a signal and structure therefor | |
TW201240294A (en) | Converter including a bootstrap circuit and method | |
US6580252B1 (en) | Boost circuit with normally off JFET | |
RU2755496C1 (en) | Pulse voltage stabilizer | |
EP4005054A1 (en) | Boots-back protection for power converter | |
JP2009524373A (en) | Control of MOS transistors | |
CN114326890B (en) | Voltage regulating circuit | |
RU203275U1 (en) | PULSE VOLTAGE STABILIZER | |
US20230205241A1 (en) | Internal power generation circuit | |
US20230353033A1 (en) | Control device of multi-phase dc/dc converter and multi-phase dc/dc converter | |
CN113890315A (en) | Control circuit and control method of switching converter and switching converter | |
CN116760294A (en) | Direct-current voltage conversion circuit | |
US11552628B2 (en) | Electrical switching systems including constant-power controllers and associated methods | |
US5898327A (en) | Low-power reset signal generating circuit improved in voltage rising characteristic | |
Park et al. | Improvements in light-load efficiency and operation frequency for low-voltage current-mode integrated boost converters | |
CN109753104B (en) | Switching circuit with temperature compensation mechanism and regulator using the same | |
CN114679052A (en) | Switch converter and control circuit thereof | |
JPWO2020095748A1 (en) | Switching power supply | |
RU2798487C1 (en) | Electronic direct-current voltage regulator |