SU765789A1 - Dc voltage stabilizer - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках -питани  устройств автоматики.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary sources of power automation devices.

Известны стабилизаторы посто нного напр жени  l и 2 . Первый содержит источник переменного напр жени , нагрузку и мостовой выпр митель, два плеча которого выполнены на диодах, а два других на транзисторах , подключенных к соответствующим блокам управлени . Его надостатком  вл етс  сложность сх-емы и мала  надежность, так как пробой одного из транзисторов приводит к выходу из стро  всего устройства.Constant voltage regulators l and 2 are known. The first one contains a source of alternating voltage, a load and a bridge rectifier, the two arms of which are made on diodes, and the other two on transistors connected to the corresponding control units. Its main point is the complexity of the circuit and its low reliability, since the breakdown of one of the transistors leads to the failure of the entire device.

Второй, и наиболее близкий к изобретению,стабилизатор содержит трансформатор, выходна  обмотка которого средней точкой подключена к первой выходной клемме , а крайние выводы -- соответственно к первым силовым электродам двух основных регулирующих транзисторов, основной блок управлени , содержащий управл ющий транзистор и ограничительный резистор, первый вход которого соединен с выходом параметрического стабилизатора, выполненногоThe second stabilizer, which is closest to the invention, contains a transformer, the output winding of which is connected to the first output terminal by a midpoint, and the extreme leads are respectively to the first power electrodes of the two main control transistors, the main control unit containing the control transistor and the limiting resistor, the first input of which is connected to the output of a parametric stabilizer, made

на стабилитроне и резисторе, второй вход - со средней точкой основного делител  обратной св зи, выполненного на резисторах, причем параметрический стабилизатор и основной делитель обратной св зи подключены мехзду первой и второй выходными клеммами, а третий вход - с выходом выпр мител , вход которого подключен on the Zener diode and the resistor, the second input is with the midpoint of the main feedback divider made on the resistors, the parametric stabilizer and the main feedback divider are connected to the first and second output terminals, and the third input to the output of the rectifier whose input is connected

10 к дополнительным отводам выходной обмотки трансформатора.10 to additional taps of the output winding of the transformer.

Его основным недостатком  вл етс  потер  работоспособности в случае пробо  одного из регулирующих транt5 зисторов и невысока  стабильность выходного напр жени .Its main disadvantage is the loss of performance in the event of the breakdown of one of the regulating transistors and the low stability of the output voltage.

Цель изобретени  - повышение надежности и увеличение стабильности The purpose of the invention is to increase reliability and increase stability.

20 выходного напр жени .20 output voltage

Это достигаетс  тем, что в стабилизатор посто нного напр жени  введены два вспомогательных регулирующих транзистора, вспомогательный блок управлени , содержащий управл квдий This is achieved by introducing two auxiliary control transistors into the DC voltage regulator, an auxiliary control unit containing control

25 транзистор и ограничительный резистор, и делитель обратной св зи, выпол-. ненный на резисторах, причем вспомогательные регулирующие транзисторы включены соответственно между вторыми25 a transistor and a limiting resistor, and a feedback divider, run-. nome on resistors, with auxiliary control transistors connected respectively between the second

30thirty

силовыми электродами основных регу лирующихтранзисторов и второй выходной клег/1мой, коллектор-базовые переходы йсех регулирующих транзисторов зашунтированы введенными конденсаторами , базы основных и вспомогатель ных регулирующих транзисторов через введенные резисторы соответственно подключены к выходам основного и вспомогательного блоков управлени , первые входы основного и вспомогательного блоков управлени  соединены между собой и через введенный резистор смещени  подсоединены к выходу введенного выпр мител , входом подключенного к крайним выводам выходной обмотки трансформатора, средн   точка вспомогательного делител  обратной св зи, подсоединенного параллельно основному, соединена со вторым входом вспомогательного блока управлени , коллекторы управл ющих транзисторов через ограничительные резисторы соответственно подсоединены к выходам, эмиттеры к первым, а базы - ко вторым входам основного и вспомогательного блоков обратной св зи, резистор параметрического стабилизатора включен между первыми входами основного и вспомогательного блоков управлени  и первой выходной клеммой.the main electrodes of the main regulating transistors and the second output terminal / 1st, the collector-base transitions of all control transistors are bridged by inserted capacitors, the bases of the main and auxiliary control transistors are connected to the outputs of the main and auxiliary control blocks, the first inputs of the main and auxiliary control blocks interconnected and connected through the input bias resistor connected to the output of the input rectifier, the input of the Adjusted to the extreme terminals of the output winding of the transformer, the middle point of the auxiliary feedback divider connected in parallel to the main one is connected to the second input of the auxiliary control unit, the collectors of the control transistors are respectively connected to the outputs, the emitters to the first and the bases to the second inputs the main and auxiliary feedback blocks, the parametric stabilizer resistor is connected between the first inputs of the main and auxiliary control blocks and detecting the first output terminal.

Принципиальна  схема С1абилизатор посто нного напр жени  приведена на чертеже,A schematic diagram of a C1 voltage stabilizer is shown in the drawing,

Стабилизатор содержит трансформатор 1, нагрузку 2 и подключенный к крайним выводам выходной обмотки двухполупериодный выпр митель со среней точкой, в каждое плечо которого включены последовательно соединенные основной и вспомогательный регулирующие транзисторы 3, 4 и 5, 6, переходы коллектор-база которых зашунтированы конденсаторами 7-10. Базы основ ных регулирующих транзисторов 3 и 4 через резисторы 11 и 12,а вспомогательных регулирующих транзисторов 4 и 5 через резисторы 13 и 14 соединены с соответствующими выходами блоко управлени ,содержащих ограничительны резисторы.15 и 16 и управл ющие транзисторы 17 и 18. Коллекторы транзисторов 17 и 18 через ограничительные резисторы 15 и 16 подключены к. выходам блоков управлени , а их базы к делител м обратной св зи 19 и 20. Эмиттеры транзисторов 17 и 18 соединены между собой и через резистор смещени  21 подключены к выходу выпр мител , выполненного на диодах 22 и 23 и подключенного к крайним выводам выходной обмокти трансформатора 1, через резистор параметрического стабилизатора 24 к первому, а через стабилитрон параметрического стабилизатора 25 - ко второму вывода нагрузки 2. Дополнительные отводы выходной обмотки трансформатора 1 череThe stabilizer contains a transformer 1, a load 2 and a full-wave rectifier connected to the output pins of the full-wave rectifier with a center point, each arm of which includes series-connected main and auxiliary control transistors 3, 4 and 5, 6, the collectors-base transitions are bypass capacitors 7- ten. The bases of the main control transistors 3 and 4 are connected via resistors 11 and 12, and the auxiliary control transistors 4 and 5 are connected via resistors 13 and 14 to the corresponding outputs of a control unit containing limiting resistors 15 and 16 and control transistors 17 and 18. Transistor collectors 17 and 18 through the limiting resistors 15 and 16 are connected to the outputs of the control units, and their bases to the feedback dividers 19 and 20. The emitters of the transistors 17 and 18 are connected to each other and through the bias resistor 21 are connected to the output of the rectifier, second diodes 22 and 23 and connected to the output terminals extreme obmokti transformer 1 through a resistor 24 of parametric stabilizer to the first, and by parametric stabilizer zener diode 25 - the second output load 2. Additional taps output winding of the transformer 1 alternation

диоды 26 и 27 подсоединены к одному выводу резистора 28, второй вывод которого подключен ко второму выводу нагрузки 2.diodes 26 and 27 are connected to one output of resistor 28, the second output of which is connected to the second output of load 2.

Стабилизатор посто нного напр жени  работает следующим образом.The constant voltage stabilizer operates as follows.

При включении стабилизатора посто нного напр хгни  переменное напр жение , снимаемое с- дополнительных отводов выходной обмотки трансформатора 1, выпр мл етс  диодами 26 и 27 и через резистор 28 подаетс  в нагрузку , вследствие чего приоткрываютс  транзисторы 17 и 18 и основные и вспомогательные регулирующие транзисторы 3, ,4 и 5,6. Происходит запуск стабилизатора посто нного напр жени . Когда напр жение на нагрузке 2 превысит напр жение на дополнительных отводах выходной обмотки трансформатора 1, диоды 26 и 27 закрываютс  и в дальнейшем не вли ют на работу устройства.When a constant-voltage regulator is turned on, the alternating voltage removed from the additional taps of the output winding of the transformer 1 is rectified by diodes 26 and 27 and is fed through a resistor 28 to the load, as a result of which the transistors 17 and 18 and the main and auxiliary control transistors 3 are opened , 4 and 5.6. A constant voltage stabilizer starts up. When the voltage at load 2 exceeds the voltage at the additional taps of the output winding of transformer 1, diodes 26 and 27 close and do not affect the operation of the device in the future.

В полупериод, когда плюс переменного напр жени  трансформатора 1 подаетс  на эмиттер транзистора 3, а минус на эмиттер транзистора 4, последовательно соединенные основной и вспомогательный регулирующие транзисторы 3 и 5 с соответствующими транзисторами 17 и 18 и измерительны элементом из опорного источника 25 и соответствующими делител ми напр жени  19 и 20 образуют два последовательно соединенных линейных стабилизатора напр жени , а регулирующие транзисторы 4 и 6 в этот полупериод закрыты положительным напр жением , подаваемым на базы транзисторов 4 и 6 через открытые переходы эмиттер-база транзисторов 3 и 5. За счет шунтировани  конденсатора 9 и 10 переходов база-коллектор транзисторов 4 и 6 и падени  напр жени  на транзисторах 3 и 5 положительный потенциал на базе транзисторов 4 и 6 больше, чем на коллекторе , т.е. транзисторы 4 и 6 закрыты как по переходу база-коллектор, так и по переходу база-эмиттер, что исключает инверсный режим транзисторов в непровод щий полупериодIn the half cycle, when the plus of the alternating voltage of transformer 1 is applied to the emitter of transistor 3, and minus to the emitter of transistor 4, the main and auxiliary control transistors 3 and 5 are connected in series with the corresponding transistors 17 and 18 and the measuring element from the reference source 25 and the corresponding dividers voltages 19 and 20 form two series-connected linear voltage regulators, and control transistors 4 and 6 are closed in this half period by a positive voltage applied to the bases anzistors 4 and 6 through open transitions emitter-base transistors 3 and 5. Due to capacitor 9 and 10 bypassing the base-collector transitions of transistors 4 and 6 and the voltage drop across transistors 3 and 5, the positive potential at the base of transistors 4 and 6 is greater than on the collector, i.e. transistors 4 and 6 are closed both by the base-collector junction and the base-emitter junction, which excludes the inverse mode of the transistors in the non-conducting half-period

При смене пол рности на выходной обмотке трансформатора 1 открываютс  регулирующие транзисторы 4 и 6, а транзисторы 3 и 5 закрываютс .When the polarity is changed on the output winding of the transformer 1, control transistors 4 and 6 open, and transistors 3 and 5 close.

При изменении выходного напр жени , например увеличении за счет входного напр жени , потенциал эмиттеров транзисторов 17 и 18 за счет опорного источника 25 станет более положительным-по отношению к базе, в результате чего увеличитс  сопротивление транзисторов 17 и 18, что приведет к увеличению падени  напр жени  на регулирующих транзисторах 3 и 5 в один из полупериодов и 4 и 6 - в другой полупериод. В результате этого происходит компенсаци  изменени  входного напр жени , т.е. выходное напр жение почти не измен етс  . С целью улучшени  коэффициента стабилизации на эмиттеры транзисторов 17 и 18 через диоды 22 и 23 и резистор 21 подаетс  часть нестабилизированного входного напр жени . Величина этого напр жени  независимо от действи  цепи отрицательной обратной св зи определ етс  лишь величиной резистора 21. Подбором величины резистора 21 можно получить как полную компенсацию, так и перекомпенсацию выходного напр жени .When the output voltage changes, such as an increase due to the input voltage, the potential of the emitters of the transistors 17 and 18 due to the reference source 25 will become more positive with respect to the base, resulting in an increase in resistance of the transistors 17 and 18, which will lead to an increase in voltage drop regulating transistors 3 and 5 in one of the half periods and 4 and 6 in the other half. As a result, a change in the input voltage occurs, i.e. output voltage remains almost unchanged. In order to improve the stabilization factor, the emitters of transistors 17 and 18 through diodes 22 and 23 and resistor 21 feed a portion of the unstabilized input voltage. The magnitude of this voltage, regardless of the effect of the negative feedback circuit, is determined only by the magnitude of the resistor 21. By selecting the magnitude of the resistor 21, it is possible to get both full compensation and overcompensation of the output voltage.

При пробое в одном из плеч выпр мител  перехода эмиттер-коллектор или база-коллектор, одного из регулирующих транзисторов 3, 4,. 5, б илипо одному из этих транзисторов в каждом плече за счет последовательного соединени  регулирующих транзисторов 3, 5 и 4, б сохран етс  работоспособность стабилизатора напр жени  Резисторы 11-14, включенные в базы соответствующих транзисторов, обеспечивают работоспособность стабилизатора при пробое перехода база-эмиттер одного из двух последовательно соединенных регулирующих транзисторов 3,5 и 4, 6.In the case of breakdown in one of the shoulders, the emitter-collector or collector-base transition rectifier, one of the control transistors 3, 4 ,. 5, b or one of these transistors in each shoulder due to the series connection of control transistors 3, 5 and 4, the voltage regulator continues to operate. Resistors 11-14, included in the bases of the corresponding transistors, ensure the operation of the stabilizer during base-emitter breakdown. one of two series-connected control transistors 3.5 and 4, 6.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 0 253170, кл. Н 02 М 7/217, 1969.1. Authors certificate of USSR 0 253170, cl. H 02 M 7/217, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР 424127, кл, G 05 F 1/64, 1974.2. Authors certificate of the USSR 424127, class, G 05 F 1/64, 1974.