SU1056162A1 - Pulse-type self-protected d.c. voltage regulator - Google Patents

Abstract

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С САМОЗАЩИТОЙ , содержащий последовательно включенные между входом и выходом регулирующий транзистор,LCD -фильтр, преобразователь посто нного напр жени  в переменное со счетным триггером и с выходным трансформатором, широтно-импульсный модул тор, одни из входов которого св зан с источни .ком опорного напр жени  и с задаю .щим генератором строб-импульсов, а выход подключен к база-эмиттерному переходу регулирующего транзистора, генератор пилообразного напр жени , своим входом св занный с выходом источника, причем вход счетного триггера.св зан с дополнительной обмоткой дроссел  ЬСБ -фильтра, отличающийс  тем, что, с целью расширени области его применени  на диапазон высоких напр жений , в него введен элемент безынерционной синхронизации, состо щий из схемы И, первым входом подключенной к дополнительному выходу задающего генератора, и из однополупернодного выпр мител , включенного между дополнительной обмоткой дроссел  LCD -фильтра и вторым входом схемы И, выходкоторой подключен ко входу счетного триггера, при этом между выходом источника и генератором пилообразного напр жени  введен трансформаторный модул тор, управл ющие входы которого подключены Л к счетному триггеру. 2. Импульсный стабилизатор по п.1 о т л ич ающи и с   тем, что его схема И выполнена на транзисторе , переход эмиттер-коллектор кото- 2 рого включен между первым входом и выходом элемента безынерционной синхронизации, вторым входом которого  вл етс  база-эмиттерный .переход указанного транзистора.1. PULSE CURRENT VOLTAGE STABILIZER WITH SELF-PROTECTION, containing sequentially connected between the input and output regulating transistor, LCD filter, DC to AC converter with a counting trigger and with an output transformer, pulse-width modulator, one of the inputs, one of the inputs, one pulse counter, one counting trigger and one output transformer, one pulse-width converter, one filter, one pulse converter and one counter transformer. is connected to the source of the reference voltage and sets the strobe pulse generator, and the output is connected to the base-emitter junction of the regulating transistor, the saw-tooth voltage generator, with its input The input of the counting trigger is connected to the output of the source. It is connected with an additional winding of a HSB filter, characterized in that, in order to expand its area of application to a high voltage range, an inertialer synchronization element consisting of the AND circuit is introduced into it. , the first input connected to the auxiliary output of the master oscillator, and from the one half-full rectifier connected between the additional winding of the LCD droplet filter and the second input of the AND circuit whose output is connected to the input of the counting trigger and, wherein between the source output and the oscillator sawtooth introduced transformer modulator control inputs of which are connected to the A countable trigger. 2. The impulse stabilizer according to claim 1, is connected with the fact that its circuit is made on a transistor, the transition of the emitter-collector of which is 2 connected between the first input and the output of the instantaneous synchronization element, the second input of which is the base emitter .transition of the specified transistor.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности ко вторичным источникам питани , и может быть использовано в различных системах питани  радиоэлектронной аппаратуры .The invention relates to electrical engineering, in particular, to secondary power sources, and can be used in various power supply systems of electronic equipment.

Известен импульсный стабилизатор имеющий защиту от повышени  выходного напр жени  при пробое регулирующего транзистора. Схема управлени  этого стабилизатора выполнена на дифференциальном усилителе, составленном из двух транзисторов, на базы которых подключены через делитель выходное напр  сение, снимаемое с LCD -фильтра, и опорное напр жение . Коллектор второго из этих транзисторов подключен к цепи питани  через переход база-эмиттер проходного транзистора, переход эмиттерколлектор которого включен между LCD -фильтром и нагрузкой стабилизатора . ij .A pulsed stabilizer is known to have protection against an increase in the output voltage during the breakdown of a control transistor. The control circuit of this stabilizer is made on a differential amplifier composed of two transistors, to the bases of which the output voltage taken from the LCD filter and the reference voltage are connected through a divider. The collector of the second of these transistors is connected to the power circuit through a base-emitter junction of a transistor, the junction emitter-collector of which is connected between the LCD filter and the stabilizer load. ij.

Наиболее, близким по технической сущности к изобретению  вл етс  импульсный стабилизатор напр жени  посто нного тока с самозащитой,.содержащий последовательно включенные между входом и выходом регулирующий транзистор, LCD -фильтр, преобразователь посто нного напр жени  в переменное со счетным триггером и с выходным трансформатором, выпр митель , щиротно-импульсный модул тор, один из входов которого св зан с источником опорного напр жени  и с задающим генератором строб-импульсо а выход подключен к база-эмиттерному переходу регулирующего транзистора , генератор пилообразного напр жени , своим входом св занный с выходом источника, причем вход счетного триггера св зан с дополнительной обмоткой дроссел  LCD -фильтра , .The closest to the technical essence of the invention is a pulsed DC voltage regulator with self-protection, containing a control transistor, an LCD filter, a DC to AC converter with a counting trigger and an output transformer, connected in series between the input and output, rectifier, pulse-pulse modulator, one of the inputs of which is connected to the source of the reference voltage and to the master oscillator strobe-pulse and the output is connected to the base-emitter junction guide transistor sawtooth generator, with its input coupled to the output of the source, wherein the trigger input countable associated with an additional choke coil LCD -filter,.

Однако, если по услови м использовани  известного, стабилизатора входное напр жение велико например при построении бестрансформаторных источников питани ), а регулирующий транзистор соответственно высоковольтный , то в силу специфических особенностей таких транзисторов регулирующий транзистор опаздывает с ,запиранием и может за, врем  запирающего импульса со стороны задаюцего генератора вообще не закрыватьон.В результате импульсы синхронизации могут не поступать на триггер и работа преобразовател  срываетс .However, if, according to the use conditions of a known stabilizer, the input voltage is large, for example when building transformerless power sources), and the regulating transistor is high-voltage, respectively, then due to the specific features of such transistors, the regulating transistor is late with the locking and may The master oscillator is not closed at all. As a result, the synchronization pulses may not arrive at the trigger and the operation of the converter is disrupted.

Цель изобретени  - расширение области его применени  на диапазон высоких рабочих напр жений.The purpose of the invention is to expand its field of application to a range of high operating voltages.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в импульсный, стабилизатор напр жени  посто нного тока с самозащитой , содержащий последовательно включенные между входом и выходомThe goal is achieved by the fact that in a pulsed, DC voltage regulator with self-defense, containing in series between input and output

регулирующий транзистор,LCD -фильтр, преобразователь посто нного напр жени  в переменное со счетным триггером и с выходным трансформатором, широтно-импульсный модул тор, один из входов которого св зан с источником опорного напр жени  и с задающим генератором строб-импульсов, а выход подключен к база-эмиттерному переходу регулирующего транзистора, генератор пилообразного напр жени , своим входом св занный с выходом источника, причем вход счетного триггера св зан с дополнительной обмоткой дроссел  LCD-фильтра, введен элемент безынерционный синхронизации состо щий из cxeNBbi И, первым входом подключенной к дополнительному выходу задаадего генератора, и из однополупериодного выпр мител , включенного между дополнительной обмоткой дроссел  LCD -фильтра и вторым входом схемы И, выход, которой подключен ко входу счетного триггера, при этом между выходом источника и генератором пилообразного напр жени  введен трансформаторный модул тор, упрал квдие входы которого подключены к счетному триггеру,control transistor, LCD filter, DC / DC converter with counting trigger and output transformer, pulse-width modulator, one of the inputs of which is connected to the reference voltage source and the strobe pulse generator, and the output connected to the base-to-emitter junction of the regulating transistor, the saw-tooth voltage generator, whose input is connected to the output of the source, and the input of the counting trigger is connected with the additional winding of the LCD filter’s throttles; synchronization consisting of cxeNBbi I, the first input connected to the auxiliary output of the generator, and the half-wave rectifier connected between the auxiliary winding of the LCD filter Drossel and the second input of the I circuit, the output of which is connected to the input of the counting trigger, between the output A transformer modulator was introduced into the source and a sawtooth generator, and its inputs were connected to the counting trigger,

Схему И можно выполнить на транзисторе , переход эмиттер-коллектор которого включен между первым входом и выходом элемента безынерционной синхронизации, вторым входом которого  вл етс  база-эмиттерный переход указанного транзистора. Circuit AND can be performed on a transistor, the emitter-collector transition of which is connected between the first input and the output of the instantaneous synchronization element, the second input of which is the base-emitter transition of the specified transistor.

На фиг, 1 представлена схема предлагаемого импульсного стабилизатора, на фиг, 2 - диаграмма работы устройства .FIG. 1 is a diagram of the proposed pulse stabilizer; FIG. 2 is a diagram of the operation of the device.

Импульсный стабилизатор состоит из последовательно включенных между входом и выходом регулирующего транзистора 1,UCD -фильтра 2, дрос- . сель 3.1 которого имеет основную 3.2 и дополнительную 3,3 обмотки, преобразрвател  4 посто нного напр жени  в переменное пр моугольное с счетным триггером 5, и трансформатором 6, выпр мител  7, широтно-импульсного модул тора 8, выход которого подключен к база-эмиттерному переходу регулирующего транзистора 1, источника 9 опорного напр жени , задающего генератора 10 строб-импульсов, выходы которых св заны с первым входом широтно-импульсного модул тора 8, из последовательно соединенных модул тора 11, имеквдего трансформатор 12, и генератора 13 пилообразного напр жени , св зывающих выход преобразовател  со вторым входом широтно-импульсного модул тора, причем управл ющие входы модул тора 11 подключены к триггеру 5, из элемента 14 безынерционной синхронизации , собранного на схеме И 15, представл ющей собой в данном конкретном варианте выполнени  транзистор на однополупериодном выпр мителе 16, включенном между обмоткой 3,3 дроссел  3.1 и баэа-эмиттерным переходом транзистора 15.The pulse stabilizer consists of a series-connected between the input and output of the regulating transistor 1, UCD-filter 2, Dros-. Sel 3.1 of which has a main 3.2 and an additional 3.3 windings, a constant-voltage converter into a variable rectangular with a counting trigger 5, and a transformer 6, rectifier 7, pulse-width modulator 8, the output of which is connected to the base-emitter the transition of the regulating transistor 1, the source 9 of the reference voltage, the master oscillator 10 strobe pulses, the outputs of which are connected to the first input of the pulse-width modulator 8, from the serially connected modulator 11, each transformer 12, and the generator 13 pi a voltage that connects the output of the converter to the second input of a pulse-width modulator, and the control inputs of the modulator 11 are connected to the trigger 5, from the instantaneous synchronization element 14 assembled on the AND circuit 15, which is a transistor in this particular embodiment On a half-wave rectifier 16, connected between the winding 3,3 Drossel 3.1 and the baea-emitter junction of the transistor 15.

Эпюра 17 (фиг. 2) изображает вид импульсов задающего генератора, эпюра 18 - вид опорного напр жени , эпюры 19 и 20 - напр жени  на обоих выходах (плечах) триггера 5. На эпюре 21 дана форма переменного напр жени  На выходе модул тора li, а на эпюре 22 - на выходе генератора 13 пилообразного напр жени . На последнюю наложена форма опорного напр жени  - эпюра 23 (аналогично эпюре 18). Эпюры 24 и 25 относ тс  соответственно к виду напр жени  на регулирующем транзисторе 1 и на вторичной обмотке 3.3 дроссел  3.1.Plot 17 (Fig. 2) depicts the type of pulses of the master oscillator, plot 18 shows the type of the reference voltage, plots 19 and 20 show the voltage on both outputs (shoulders) of the trigger 5. The plot 21 gives the form of the alternating voltage At the output of the modulator li , and on plot 22, at the output of the saw-tooth generator 13. The latter is superimposed with a form of the reference voltage — plot 23 (similar to plot 18). Plots 24 and 25 relate respectively to the type of voltage on the control transistor 1 and on the secondary winding 3.3 droplets 3.1.

С каждым импульсом задающего генератора 10 (эпюра 1) в опорном напр жении, поступсиощем на первый вход шйротно-импульсного модул тора , создаютс  короткие вырезки, на длительность которых прекращаетс  базовый ток,транзистора 1. Коллекторный ток зтого транзистора. вследствие продолжительного рассасывани  неосновных носителей в его базе все еще может сохран тьс , но по вл ющиес  еще начина  с первоначального импульса коллекторного тока регулирующего транзистора 1 импульсы через база-эмиттерный переход транзистора 15 обусловливают его проводимость, и импульсы задающего генератора 10, пройд  через указанный транзистор, попадают на триггер 5, переключа  его (эпюры 19 и 20). Триггер возбуждает преобразователь 4, а последний выдает со своего трансформатора 6 пр моугольное напр жение на выпр митель 7. Кроме подачи напр жени  на нагрузку оно поступает и на вход управл емого триггером модул тора 11, а с его трансформатора 12 (эпюра 21) - на генератор 13 пилообразного напр жени , затем с него (эпюра 22) - на второй вход шйротно-импульсного модл тора 8. С каждым импульсом задающ его генератора, создающим вырезку в опорном напр жении, начинаетс  процесс запирани  регулирующего тразистора , а всплеск пилы на втором входе шйротно-импульсного модул тора продолжает его до конца, удержива  транзистор в этом состо нии по мере своего спадани  до- момента пересечени  (эпюры 22 и 23) с уже установившимс  опорным напр жением. Длительность паузы в проводимости тока регулирующего транзистора опре ;дел етс  услови т и регулировани  )величинaivrn тока нагрузки и первичного напр жени . По окончании паузы транзистор 1 снова включаетс , канализиру  энергию со входа стабилизированного преобразовател  на LCD -фильтр) 2 и возбужда  в обмотке 3,2 импульс (эшора 25), совпадение оконечной части которого (приход щейс  на период рассасывани ) с импульсом задающего генератора дает новый импульс дл  перебрасывани  триггера и повторени  таким об0 разом процессов в .схеме стабилизированного преобразовател . В случае пробо  регулирующего транзистора синхронизаци  триггера прекратитс . В предлагаемом стабилизированном пре5 образователе это происходит вследствие того, что транзистор 15 (схема и) уже не отпираетс  и импульсы на триггер не проход т. Он останавливаетс  и напр жение на выходе преQ образовател  спадает к нулю (про вл етс  свойство самозащиты).With each pulse of the master oscillator 10 (plot 1) in the reference voltage, transmitted to the first input of the pulse-width modulator, short cuts are created for the duration of which the base current of transistor 1 is terminated. Collector current of this transistor. due to prolonged absorption of minority carriers in its base can still be preserved, but appearing from the initial pulse of the collector current of the regulating transistor 1, pulses through the emitter junction of the transistor 15 determine its conductivity, and the pulses of the master oscillator 10 pass through the specified transistor , get on the trigger 5, switching it (diagrams 19 and 20). The trigger excites converter 4, and the latter outputs a rectangular voltage from its transformer 6 to rectifier 7. In addition to applying voltage to the load, it also goes to the input of the trigger-controlled modulator 11, and from its transformer 12 (plot 21) to generator 13 sawtooth voltage, then from it (plot 22) to the second input of the pulse-width modulator 8. With each pulse setting its generator, creating a cut-out in the reference voltage, the process of locking the regulating trazistor begins, and the surge of the saw at the second input shy the rotary pulse modulator continues it to the end, keeping the transistor in this state as it drops to the point of intersection (plots 22 and 23) with the already established reference voltage. The duration of the pause in the conductivity of the regulating transistor current is determined; condition and regulation of the values of i rvrn of the load current and the primary voltage is determined. At the end of the pause, the transistor 1 is turned on again, channeling the energy from the input of the stabilized converter to the LCD filter) 2 and exciting a pulse (eshore 25) in the winding 3.2, the coincidence of the end part (coming during the absorption period) with the pulse of the driving generator gives a new an impulse for transferring a trigger and thus repeating processes in a stabilized converter circuit. In the case of a control transistor breakdown, trigger triggering will stop. In the proposed stabilized converter, this is due to the fact that the transistor 15 (circuit and) is no longer unlocked and the pulses on the trigger do not pass. It stops and the voltage at the output of the preamplifier decreases to zero (self-defense property manifests).

. Эффекты запаздывани  переключени  силовых транзисторов - как регулирующего транзистора, так и тран5 зисторов преобразовател  - в предложенном стабилизированном преобразователе , не сказываютс , причем принципиально , так как задержка по схеме И, также как и задержка в релаксации пилообразного напр жени , оп0 редел ема  быстродействием модул тора и генератора пилообразного напр жени ,пренебрежительно малы, а на временные соотношени  формировани  импульсов этих элементов процес5 сы рассасывани  силовых транзисторов не оказывают никдкого вли ни .. The lag effects of switching power transistors — both the regulating transistor and the transistor transistors — do not affect the proposed stabilized converter, and this is important because the delay according to the AND scheme, as well as the delay in sawtooth voltage relaxation, determined by the modulator speed of the modulator and the sawtooth voltage generator is negligibly small, and for the time ratios of the formation of pulses of these elements, the resorption process of the power transistors does not have a ikdkogo influence.

При анализе надежности предложенного стабилизированного преобразовател  со схемой.И, реализованнойWhen analyzing the reliability of the proposed stabilized converter with a circuit. And implemented

0 на последовательном, дл  импульсов задающего генератора транзисторе, управл емом от выпр мител  напр жени  вторичной обмотки дроссел  liCD -фильтра, надо учитывать вее ро тность пробо  перехода коллекторэмиттер транзистора схемы И, -при котором стабилизированный преобразователь работает нормально, но уже утратив свойство самозащиты. При такой реализации схемы И этот транзис тор работает с режиме малой мощности , он значительно надежнее, чем энергетически напр женный регулирующий транзистор.0 on the series, for the pulses of the master oscillator transistor controlled from the voltage source of the secondary winding of the liCD filter, it is necessary to take into account the probability of the transition of the collector emitter of the transistor circuit I, at which the stabilized converter works normally, but has already lost the self-defense property. With such an implementation of the scheme, And this transistor operates at a low power mode; it is much more reliable than an energetically energized control transistor.

Предлагаемый стабилизатор выгод5 но отличаетс  от известного, так как по вл етс  возможность расширени  его схемотехники в область высоких напр жений и построени  благода ,р  этому бестрансформаторных источ0 ков питани  с самозащитой, имеющих структуру: последовательный ключевой регулирующий транзистор 1 ,CD фильтр - нерегулируемый инвертор .The proposed stabilizer is profitably different from the known one, since it is possible to expand its circuitry to high voltages and build a blessing, which is a transformerless power supply with self-protection, having the structure: a serial key regulating transistor 1, the CD filter is an unregulated inverter.

Claims (2)

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С САМОЗАЩИТОЙ , содержащий последовательно включенные между входом и выходом регулирующий транзистор,LCD -фильтр, преобразователь постоянного напряжения в переменное со счетным триггером и с выходным трансформатором, широтно-импульсный модулятор, одни из входов которого связан с источником опорного напряжения и с задающим генератором строб-импульсов, а выход подключен к база-эмиттерному переходу регулирующего транзистора, генератор пилообразного напряжения, своим входом связанный с выходом источника, причем вход счетного триггера.связан с дополнительной об моткой дросселя LCD -фильтра, отличающийся тем, что, с целью расширение области его применения на диапазон высоких напряжений, в него введен элемент безынерционной синхронизации, состоящий из схемы И, первым входом подключенной к дополнительному выходу за дающего генератора, и из однополупериодного выпрямителя, включенного между дополнительной обмоткой дросселя LCD -фильтра и вторым входом, схемы И, выход’которой подключен ко входу счетного триггера, при этом между выходом источника и генератором пилообразного напряжения введен трансформаторный модулятор, уп- ’ равняющие входы которого подключены к счетному триггеру.1. PULSE DC VOLTAGE STABILIZER WITH SELF-PROTECTION, containing a regulating transistor, an LCD filter, a DC-AC converter with a counting trigger and an output transformer, a pulse-width modulator, one of the inputs of which is connected to a source voltage and a master strobe pulse generator, and the output is connected to the base-emitter junction of the regulating transistor, a sawtooth generator, connected by its input with the source output, and the input of the counting trigger. connected with an additional winding of the LCD filter choke, characterized in that, in order to expand its field of application to the high voltage range, an inertialess synchronization element is introduced into it, consisting of circuit I, with the first input connected to the additional output of the master oscillator, and from a half-wave rectifier connected between the additional winding of the LCD filter choke and the second input, circuit I, the output of which is connected to the input of the counting trigger, while I am waiting for the output of the source and the sawtooth voltage generator to introduce a transformer modulator, the equalizing inputs of which are connected to the counting trigger. 2. Импульсный стабилизатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что его схема И выполнена на транзисто- . ре, переход эмиттер-коллектор которого включен между первым входом и выходом элемента безынерционной синхронизации, вторым входом которого является баз а-эмиттерный переход указанного транзистора.2. The pulse stabilizer according to claim 1, on the basis of the fact that its circuit AND is made on transistor. re, the emitter-collector junction of which is connected between the first input and the output of the instantaneous synchronization element, the second input of which is the base a-emitter junction of the indicated transistor. && NDNd