SU1700542A1 - Relay-pulse d c voltage stabilizer - Google Patents

Description

Изобретение относится к электро- . технике и может найти применение для питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения, в частности блоков ЭВМ,The invention relates to electro. technology and can find application for powering electronic equipment of general use, in particular computer blocks,

Целью изобретения является уменьшение сквозных токов.The aim of the invention is to reduce through currents.

На чертеже показана прицнипаильная электрическая схема релейно-импульсного стабилизатора постоянного напряжения.The drawing shows a principal electrical circuit of a relay-pulse stabilizer of constant voltage.

Релейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, DLC-фильтр 2 в составе диода 3, дросселя 4 и конденсатора 5, делитель 6 напряжения, компаратор 7, источник 8 опорного напряжения, ключевой транзистор 9 и первый резистор 10, диод 11, второй 12 и третий 13 резисторы, а ключевой транзистор 9 имеет проводимость типа р-п-р.A pulse-voltage constant-voltage stabilizer contains a regulating element 1, a DLC filter 2 consisting of a diode 3, a reactor 4 and a capacitor 5, a voltage divider 6, a comparator 7, a reference voltage source 8, a key transistor 9 and a first resistor 10, a diode 11, and a second 12 and the third 13 resistors, and the key transistor 9 has a conductivity of the type rpn.

Источник 8 содержит стабилитрон 14, анод которого соединен с общей шиной, а катод соединен непосредственно с вторым (инвертирующим) входом компаратора 7 и через четвертый резистор 15 связан с входным вывод дом. . IThe source 8 contains a zener diode 14, the anode of which is connected to a common bus, and the cathode is connected directly to the second (inverting) input of the comparator 7 and is connected to the input terminal by a fourth resistor 15. . I

Параллельно база-эмиттерным переходам транзисторов 1 и 9 включены резисторы 16 и 17 соответственно, причем база-эмиттерный переход транзистора 8 зашунтирован включенным встречно диодом 18.In parallel with the base-emitter junctions of transistors 1 and 9, resistors 16 and 17 are included, respectively, with the base-emitter junction of transistor 8 being shunted by an on-board diode 18.

Ключевой элемент 19 выполнен на основе резисторов 12 и 17, диодов 11 и 18 и транзистора 9.The key element 19 is based on resistors 12 and 17, diodes 11 and 18, and transistor 9.

Блок 20 управления имеет в своем составе источник 8 опорного напряжения, ключевой элемент 19, компаратор 7, делитель 6 напряжения, делитель 21 на резисторах 10 и 13 и резистор 16.The control unit 20 includes a reference voltage source 8, a key element 19, a comparator 7, a voltage divider 6, a divider 21 on resistors 10 and 13 and a resistor 16.

Между первыми входными и выходными выводами последовательно включены регулирующий элемент 1, DLC-фильтр 2, а вторые выходные и входные выводы соединены с общей шиной.Between the first input and output terminals, a control element 1, a DLC filter 2 are connected in series, and the second output and input terminals are connected to a common bus.

Блок 20 управления подключен своим выходным выводом к управляющему выводу регулирующего элемента 1, причем выходным выводом блока 20 управления йвляется выход компаратора 7, а блок 20 своим первым входным выводом под- j ключей к первому выходному выводу .стабилизатора, а вторым входным выво-< дом - к общей точке регулирующего элемента 1 и DLC-фильтра 2, причем ₍ первым входным выводом блока 20 управления является вьход делителя 6, а вторым входным выводом - выход делителя 21 . ,The control unit 20 is connected with its output terminal to the control terminal of the regulating element 1, the output of the control unit 20 being the output of the comparator 7, and the block 20 with its first input terminal sub-j keys to the first output terminal. Of the stabilizer, and the second input terminal < - to the common point of the control element 1 and the DLC filter 2, and _(the first input terminal of the control unit 20 is the input of the divider 6, and the second input terminal is the output of the divider 21.,

Релейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом,Relay-pulse stabilizer DC voltage operates as follows,

В момент включения напряжения питания напряжение на конденсаторе 5 и выходе стабилизатора равно нулю. Напряжение на выходе делителя 6 и неинвертирующем входе компаратора 7 15 также равно нулю, а транзистор 8 открыт. Поэтому напряжение на стабилитроне 14 и инвертирующем входе компаратора 7 несколько меньше номинальной величины. В результате на выходе 2Q компаратора 7 напряжение имеет уровень логического нуля, чем обеспечивается отпирание транзистора регулирующего элемента 1. Напряжение на входе DLC-фильтра становится по25 |Ложительным,что обеспечивает обращение в нуль тока транзистора 9 ,при этом диод 18 обеспечивает защиту база-эмиттерного перехода транзистора 9 от перенапряжения. Напряжение на ста3Q билитроне 14 становится равным номиналу, диод 11 запирается. В результате цепочка из элементов 9, 11 и 12 отключается от инвертирующего входа компаратора 7 и не влияет на работу 35 устройства.At the time of supply voltage, the voltage across the capacitor 5 and the output of the stabilizer is zero. The voltage at the output of the divider 6 and the non-inverting input of the comparator 7 15 is also equal to zero, and the transistor 8 is open. Therefore, the voltage at the zener diode 14 and the inverting input of the comparator 7 is slightly less than the nominal value. As a result, at the output 2Q of comparator 7, the voltage has a logical zero level, which ensures the unlocking of the transistor of control element 1. The voltage at the input of the DLC filter becomes 25 | False, which ensures that the current of transistor 9 vanishes, while diode 18 provides protection for the base-emitter the transition of the transistor 9 from overvoltage. The voltage at sta3Q bilitron 14 becomes equal to the nominal, the diode 11 is locked. As a result, the chain of elements 9, 11 and 12 is disconnected from the inverting input of the comparator 7 and does not affect the operation of the device 35.

Ток через регулирующий элемент 1 и дроссель 4 начинает нарастать приблизительно по пилообразному закону, выходное напряжение при этом так40 же нарастает, В момент, когда выходное напряжение достигает номинальной величины, напряжение на выходе компаратора 7 приобретает уровень логической единицы. Однако регулирующий 45 элемент 1 остается открытым еще некоторое время, равное времени выключения, так что напряжение на выходе DLC-фильтра в течение этого времени еще остается примерно равным напряжению питания. После окончания процесса выключение транзистора регулирующего элемента 1 и протекание тока через него прекращается и под действием ЭДС самоиндукции включается диод 3. Напряжение на входе DLC-фильтра становится слегка отрицательным, а энергия, накопленная в индуктивноности дросселя 4, передается в конденсатор 5, при этом ток, протекаю5 щий через диод 3, спадает до нуля. Выходное напряжение при этом возрастает относительно номинала. Транзистор 9 в течение некоторого времени открыт и через него протекает ток. Такая ситуация сохраняется и в течение времени выключения диода 3. Соответственно, напряжение на выходе компаратора 7 сохраняет уровень логи- ,θ ческой единицы, что обеспечивает сохранение запертого состояния регулирующего элемента 1. Выходное напряжение начинает уменьшаться вслед·^ ствие разряда конденсатора 5 через нагрузку стабилизатора. Когда напряжение на стабилитроне 14 становится равным номиналу, компаратор 7 начинает работать в нормальном режиме.The current through the regulating element 1 and the inductor 4 begins to increase approximately according to a sawtooth law, while the output voltage also increases, At the time when the output voltage reaches the nominal value, the voltage at the output of the comparator 7 acquires the level of a logical unit. However, the control element 45 1 remains open for some time equal to the turn-off time, so that the voltage at the output of the DLC filter during this time remains approximately equal to the supply voltage. After the end of the process, turning off the transistor of the regulating element 1 and the current flowing through it stops, and diode 3 is turned on under the influence of the self-induction EMF. The voltage at the input of the DLC filter becomes slightly negative, and the energy stored in the inductance of the inductor 4 is transferred to the capacitor 5, and the current flowing through diode 3 drops to zero. The output voltage in this case increases relative to the nominal value. The transistor 9 is open for some time and a current flows through it. This situation persists during the turn-off time of the diode 3. Accordingly, the voltage at the output of the comparator 7 preserves the level of the logical, θ unit, which ensures the preservation of the locked state of the control element 1. The output voltage begins to decrease due to the discharge of the capacitor 5 through the load of the stabilizer . When the voltage at the zener diode 14 becomes equal to the nominal value, the comparator 7 starts to work in normal mode.

При этом в момент равенства напряже- 20 ний на обоих входах компаратора 7 его выходное напряжение вновь приобретает уровень логического нуля, чем обеспечивается отпирание регулирующего элемента 1. Далее процессы пов- 25 торяются. 'Moreover, at the moment of equal voltage of 20 at both inputs of the comparator 7, its output voltage again acquires a logic zero level, which ensures the unlocking of the control element 1. Next, the processes are repeated. ''

В предлагаемом устройстве исключается возможность протекания сквозного тока ,'так как регулирующий элемент 1 не может быть открыт раньше, чем зо закроется диод 3, и наоборот.The proposed device excludes the possibility of a through current flowing, since the control element 1 cannot be opened before the diode 3 closes, and vice versa.

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1, Релейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенные между первыми входным и выходным выводами ре гулирующий элемент и дроссель DLCфильтра, а вторые входные и выходные выводы соединены с общей шиной и блок· управления, подключенный своим выходным выводом к управляющему выводу •регулирующего элемента ,первым входным 'выводом - к первому выходному выводу, а вторым входным выводом - к общей точке регулирующего элемента и DLCфильтра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения сквозных токов, в блок управления введены источник опорного напряжения, компаратор, первый и второй делители напряжения и ключевой элемент, причем источник опорного напряжения входными выводами подключен.к входному выводу и общей шине, а выходными выводами - к инвертирующему входу компаратора, неинвертирующий вход которого соединен через первый делитель напряжения с первым входом блока управления, а выходом - с выходом блока управления, управляющий вход ключевого элемента подключен через второй делитель к второму входу блока управления, силовые выводы ключевого элемента включены между выходными выводами источника опорного напряжения.1, Relay-pulsed DC voltage regulator containing a control element and a choke of a DLC filter connected in series between the first input and output terminals, and the second input and output terminals connected to a common bus and a control unit connected to the control terminal • of the regulating element by its output terminal , the first input terminal to the first output terminal, and the second input terminal to the common point of the control element and the DLC filter, characterized in that, in order to reduce the through currents, to the control unit The reference voltage source, the comparator, the first and second voltage dividers and the key element are introduced, and the reference voltage source is connected to the input terminal and the common bus by the input terminals, and to the inverting input of the comparator, the non-inverting input of which is connected through the first voltage divider to the inverting input the first input of the control unit, and the output with the output of the control unit, the control input of the key element is connected through the second divider to the second input of the control unit, the power terminals of the key About the element are connected between the output terminals of the reference voltage source. 2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что источник опорного напряжения содержит стабилитрон, один из электродов которого соединен с общей шиной, а другой электрод через резистор соединен с входным выводом.2. The stabilizer according to claim 1, characterized in that the reference voltage source contains a zener diode, one of the electrodes of which is connected to a common bus, and the other electrode is connected to the input terminal through a resistor.