SU951266A1 - Two-stage dc voltage stabilizer - Google Patents
Two-stage dc voltage stabilizer Download PDFInfo
- Publication number
- SU951266A1 SU951266A1 SU803006905A SU3006905A SU951266A1 SU 951266 A1 SU951266 A1 SU 951266A1 SU 803006905 A SU803006905 A SU 803006905A SU 3006905 A SU3006905 A SU 3006905A SU 951266 A1 SU951266 A1 SU 951266A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- transistor
- input
- emitter
- base
- resistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в устройствах питани радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply devices for electronic equipment.
. Известен стабилизатор напр жени , содержащий два регулирующих транзистора первой и второй ступени, включенных последовательно в выходную шину, регулирующий транзистор второй ступени базой подключен к выходу органа управлени , подключенного к выходу стабилизатора, конденсатор, включенный между общей шиной и точкой соединени регулирующих транзисторов til. A voltage regulator is known, comprising two first and second stage control transistors connected in series to the output bus, a second stage controlling transistor connected to the output of the control element connected to the output of the stabilizer, a capacitor connected between the common bus and the connection point of the control transistors til
Однако данна схема имеет низкий КПД, так как регулирующий транзистор первой ступени работает в активном режиме.However, this circuit has a low efficiency, since the first-order control transistor operates in the active mode.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс двухступенчатый стабилизатор напр жени посто нного тока, содержащий два регулирующих элемента, включенных последовательно в выходную шину, первый регулирующий элемент управл ющим входом подключен к выходу узла сравнени , первый вход которого подключен к точк.е соединени регулирующих элементов, конденсатор, включенный между общей шиной и указанной точкойThe closest to the technical essence of the invention is a two-stage DC voltage regulator, containing two regulating elements connected in series to the output bus, the first regulating element controlling input is connected to the output of the reference node, the first input of which is connected to the point elements, a capacitor connected between the common bus and the specified point
соединени , второй регулирующий элемент , выполненный на транзисторе, управл ющий вход которого подключен к выходу органа управлени , соединенного с выходными клеммами С2.connection, the second regulating element, made on the transistor, the control input of which is connected to the output of the control element connected to the output terminals C2.
Недостатком стабилизатора вл етс повьпдение пульсации выходного напр жени при малыхтоках нагрузки. Кроме того, стабилизаци напр жени на конденсаторе осуществл етс изменением угла открывани первого регулирующего элемента (тиристора), а это приводит к дополнительному увеличению угла сдвига фаз между напр 15 жением и отстающим током первой гармоники в сети, всегда имеющимс за счет индуктивностей обмотки трансформатора и, следовательно, к увеличению потерь. Использование тиристора A disadvantage of the stabilizer is an output voltage ripple at low current currents. In addition, the voltage on the capacitor is stabilized by changing the opening angle of the first regulating element (thyristor), and this leads to a further increase in the phase angle between the voltage and the lagging current of the first harmonic in the network, always due to the inductance of the transformer windings therefore, to increased losses. Thyristor use
20 затрудн ет выполнение стабилизатора в виде интегральной схемы, так как в насто щее врем тиристоры не могут быть выполнены в интегральном исполнении .20 makes it difficult to make the stabilizer in the form of an integrated circuit, since at the present time the thyristors cannot be performed in an integrated design.
2525
Цель изобретени - увеличение КПД и уменьшение пульсаций выходного напр жени .The purpose of the invention is to increase the efficiency and decrease the output voltage ripple.
Поставленна цель достигаетс тем, что второй вход -узла сравнени The goal is achieved by the fact that the second input of the comparison node
30 подключен к выходной к 1емме. Кроме того, узел,сравнени выпол нен на К -транзисторе, затвор котор го соединен с вторым-входом узла-ср нени , второй сток - с первым входо узла.сравнени , а первый сток - с в ходом узла сравнени , причем первый регулирующий элемент выполнен на транзисторе, эмиттером соединенным с выходной клеммой, коллектором - с точкой соединени конденсатора и вт . рого регулирующего элемента, а пара лельно переходу база - эмиттер тран зистора подключен резистор. Узел сравнени выполнен .на А -тр зисторе, затвор которого через резистор соединен с вторым входом узла сравнени параллельно переходу затвор - второй сток Л -транзистор подключен первый стабилитрон и первый сток подключен к базе согласующего транзистора, коллектором соеди ненного с выходом узла сравнени , а эмиттером - с выходом ограничител амплитуды, выполненного на резистор втором стабилитроне и транзисторе, коллектор которого соединен с выход ной клеммой, база через резистор с коллектором и через второй сгтабилитрон - с первым входом узла сравнени , а эмиттер - с эмиттером согл сующего транзистора, причем транзис тор первого регулирующего элемента коллектором соединен с входной клем мой, эмиттером - с конденсатором и при этом параллельно переходам база - эмиттер согласующего транзистора и транзистора ограничител амп литуды подключены дополнительные ре зисторы. Кроме того, с целью защиты Л. -тр зистора от перенапр жений, между ба зой транзистора ограничител амплиту ды и вторым стабилитроном включен третий стабилитрон, шунтированный конденсатором, причем к базе транзистора ограничиТел амплитуды подключен эмиттер введенного транзистора защиты, коллектор которого под ключен к базе согласуквдего транзистора , база через первый введенный резистор.- к точке соединени второго и третьего стабилитронов и параллельно переходу база - эмиттер транзистора защиты и входным клеммам подключены второй и третий введен ные резисторы., С целью повышени надежности работы между вторым стабилитроном и первым входом узла сравнени включен триггер, выполненный на двух транзисторах разного типй проводимости и двух резисторах, причем база первого транзистора соединена с коллектором второго, а база второго с коллектором первого и через диод соединенаС входной клеммой, параллельно переходам база - эмиттер каждого транзистора подключен соответст вугавдй резистор, при этом эмиттер второго транзистора соединен с первым входом узла сравнени , а эмиттер первого транзистора через введенный четвертый резистор подключен к базе введенного транзистора защиты, коллектор которого соединен с -базой согласующего транзистора, а эмиттер через п тый введенный резистор подключен к точке соединени введенных диода и конденсатора,- соединенных последовательно и. подключенных к входным клеммам, куда также подключен третий введенный резистор, эмиттер транзистора защиты через введенный стабилитрон - к второму стоку Л -транзистора, кроме того переход база-эмиттер транзистора зашунтирован введенным шестым резистором. Между базой транзистора ограничител амплитуды и первым входом узла сравнени включен триггер,выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости и одном резисторе, причем база первого транзистора соединена с коллектором второго, а база второгос коллектором первого и через диод соединена с входной клеммой, параллельно переходу база-эмиттер второго транзистора подключен резистор, при этом эмиттер его соединён с первым входом узла сравнени , а база первого транзистора через введенный четвертый резистор подключен к базе введенного транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора, а эмиттер через п тый введенный резистор подключен к точке соединени введенных диода и конденсатора, соединенных последовательно и подключённых к входным клеммам, куда также подключен третий введенный резистор, эмиттер транзистора защиты через введенный стабилитрон - к второму стоку Л -транзистора, кроме того переход база-эмиттер транзистора защиты ашунтирован введенным шестым резистором . С целью повышени КПД и уменьшени пульсаций выходного напр жени второй вход узла сравнени подключен к выходной клемме через одну диагональ регулируемого потенциометром введенного резисторного моста, к другой диагонали которого подключен введенный вспомогательный источник напр жени через введенный диод. На фиг. 1-6 приведены принципиальные схемы двухступенчатого стабилизатора напр жени посто нного тока. Стабилизатор (фиг. 1) содержит регулирующий элемент 1 на транзисторе 2, параллельно переходу база-эмиттер которого подключен резистор 3, эмиттер подключен к выходу стабилизатора , а база - к первому стоку А транзистора 4 узла сравнени 5 и коллектор - к конденсатору б, к кол лектору регулирующего транзистора 7 и ко второму стоку Л -транзистора 4 затвор которого подключен к выходу стабилизатора. Регулиру ощий транзистор 7 эмиттером соединен с выходом стабилизатора, а базой - с выходом органа управлени 8, подключенного к ВЫХОДУ стабилизатора. Кроме того, транзистор 2 (фиг. 2) коллектором покдлючен к входу стабилизатора, эмиттером -к конденсатору б, а базой к коллектору согласующего транзистора 9 узла сравнени 5, база которого подключена к первому стоку Л -транзистора. 4, эмиттер - к эмитте ру транзистора 10 амплитудного огра ничител 11.Коллектор транзистора 10 подключен к входу стабилизатора и через резистор 12 соединен с базой, котора через стабилитрон 13 соединена с конденсатором 6, а параллель но переходу база-эмиттер транзистора 9 и 10 соответственно подключены резисторы 14 и 15. Затвор Л -транз тора 4 соединен с выходом стабилиза тора через резистор 16 и через стабилитрон 17 с вторым стоком. База транзистора 10 (фиг. 3) соединена с стабилитроном 13 через парал лельно соединенные . с табилитрон 18 и конденсатор 19 и с эмиттером транзистора защиты 20, коллектор которого соединен с базой согласующего транзистора 9, а база через резистор 21 с точкой соединени стабилитронов 13 и 18. Затвор Л -транзистора 4 соединен с движком потенциометра 22 моста 23. Выводы потенциомет ра 22 соединены с выходом вспомогательного источника напр жени 24 через диод 25 и через резисторы 26 и 27 с выходом стабилизатора, а параллельно переходу база-эмиттер транзистора защиты 20 и входу стаби лизатора подключены соответственно резисторы 28 и 29. В стабилизаторе (фиг. 4) стабилитрон 13 подключен к конденсатору 6 через переход эмит тер-база транзистора 30, коллектор которого через резистор 31 соединен с общей шиной стабилизатора. Затвор Л -транзистора 4 через резистор 16 подключен к движку потенциометра 22 а вместо резистора 27 используетс полевой транзистор 32, который затвором подключен к выходу стабилизатора , истоком к эмиттеру регулирующего транзистора 7 и резистору 26, а стоком к выводу потенциометра и параллельно переходу сток - исток подключен стабилитрон 33-,а между эмиттером транзистора 7 и выходом стабилизатора включен резистор 34. Транзистор 10 (фиг. 5) ограничител амплитуды 11 базой подключен через стабилитрон 12 к базе первого транзистора 35 триггера 36, выполне ного на двух транзисторах 35 и 37, соединенных между собой соответственно база с коллектором, коллектор с базой, и параллельно переходам-база-эмиттер подключены соответственно резисторы 38 и 39. Первый транзистор 35 подключен ко второму стоку А -транзистора 4, а базой через диод 40 к входу стабилизатора. Второй транзистор 37 эмиттером подключен через резистор 21 к базе транзистора защиты 20, эмиттер которого подключен через стабилитрон 41 ко второму стоку -транзистора 4 и через резистор 42 к точке соединени диода 43 и конденсатора 44, соединенных последовательно и подключенных параллельно ко входу стабилизатора. Транзистор 10 (фиг. 6) ограничител амплитуды 11 базой подключен к эмиттеру второго транзистора 37 триггера 36, база которого через резистор 21 соединена с базой транзистора защиты 20,. . Работа второй ступени стабилизатора на регулирующем транзисторе 7 с органом управлени 8 аналогична работе известных компенсационных стабилизаторов С последовательным регулирующим транзистором. Эта ступень служит дл стабилизации, выходного напр жени и сглаживани пульсаций. Регулирующий элемент 1 первой ступени на транзисторе 2 с схемой сравнени 5 служит дл стабилизации напр жени на регулирующем транзисторе 7 при широких пределах изменени питающего переменного напр жени и регулировки выходного посто нного напр жени . Это обеспечиваетс путем прекращени зар да емкости конденсатора 6 на то врем периода питающего пульсирующего напр жени от выпр мител , пока его величина выше максимального напр жени на конденсаторе 6 Uca fnax Достигаетс это открыванием транзистора 2 регулиругацего элемента 1 при нарастании входного напр жени до уровн минимального напр жени на конденсаторе 6 Ucs.rnin закрыванием, когда напр жениена конденсатор 6 достигает . .. В стабилизаторе (фиг, 1) транзистор 2 открываетс при нарастании входного напр жени доисв-тНп потому. Что база подключена к коллектору через переход первый сток - второй сток А. -транзистора 4, у которого при малых напр жени х на переходе первый сток - второй сток ток стока растет с ростом напр жени , т.е. растет ток базы транзистора 2 и при дальнейшем росте входного напр жени будет увеличиватьс ток транзистора 2, так как ток через А -транзистор будет расти. Открывание транзистора 2 приводит к зар ду конденсатора 6, т.е. к росту управл ющего напр жени Л- -транзистора 4, посколь ку его затвор подключен к выходу ста билизатора, т.е. стабилизированному напр жению. Рост управл ющего напр жени приводит к замедлению роста тока стока X -транзистора 4, зате к уменьшению его тока и, наконец, к полному запиранию Л -транзистора ра 4 и транзистора 2. Зар д конденса тора б приводит к уменьшению роста входного напр жени стабилизатора за счет увеличени падени напр жени на обмотках трансформатора и диодах выпр мител , следовательно, при закрывании транзистора 2 ток зар да пре ращаетс и это приводит к возрастанию крутизны роста входного напр жени , что ycKop ieT врем закрывани , определ емое быстродействием транзис тора 2 и 4. После закрывани транзис тора 2 напр жение с входа стабилизатора через резистор 3 поступает к первому стоку Л -транзистора и поддерживает его закрытым до тех пор, пока 1 апр жение на перкходе первый сток - второй сток будет больше напр жени , при котором -транзистор открываетс , а так как это напр жение определ етс параметрами транзис тора и управл ющим напр жением, то можно подобрать емкость конденсатора б так, чтобы при использовании лю бых Д --транзисторов одного типа упр л ющее напр жение уменьшалось настол ко, чтобы при спаде входного напр же ни -транзистор 4 и транзистор 2 практически.не открывались. При использовании во второй ступени стабилизатора электронной защиты от короткого замыкани (КЗ) нагрузки, как наиболее надежной, выходное напр жение стабилизатора при к нагрузки падает до О и А -транзистор 4 закрыт так как к переходу второй сток - зат вор прилолсено напр жение конденсатора 6, а к переходу первый сток - зат вор все входное напр жение, и, еледовательно , дл надежной работы схему стабилизатора по фиг. 1 можно использовать, если амплитудное значе ние входного напр жени Ugj yriotx f ше, чем допустимое HanpHKeTiHe nepexo да первый сток - затвор ир;(.5дор А-тра зистор 4. Если напр жениеиц д/ Л;1-аАоп , то используетс схема стабилизатора по фиг, 2. В этом стабилизаторе дл ограничени напр жени на Л -тра зиторе 4 используетс параметрически стабилизатор 11 на стабилитроне 13, транзисторе 10 и резисторах 20 и 24, включенный параллельно регулирук цему элементу 1. Транзистор 10 служит дл уменьшени выходного сопротивлени параметрического стабилизатора , когда-открыт .согласующий транзистор 9 Г работающий одновременно с Л -транзистором 4 так же, как в стабилизаторе (фиг. 1) работает транзистор 2. При открывании транзистора 9 открываетс и транзистор 2, так как коллекторный ток транзистора 9 вл етс базовым током транзистора 2. После закрывани Л -транзистора 4 напр жение на базе транзистора 10 и, следовательно, на первом стоке растет пока не откроетс стабилитрон 13, после этого рост напр жени прекращаетс , т.е. КЗ нагрузки напр жение на переходе первый сток - второй сток определ етс стабилитроном 13, а на переходе второй сток - затвор - стабилитроном 17 независимо от величины входного и выходного напр жени . При больших токах нагрузки в. единицы ампер дл исключени включени Л -транзистора 4 и транзистора 2 при спаде входного напр жени требуетс больша емкость конденсатора б, что резко увеличивает габариты стабилизатора. В таких случа х целесообразнее использовать емкость конденсатора полностью , т.е. чтобы напр жение пульсации на конденсаторе 6 было равно допустимому дл выбранного типа конденсатора но тогда увеличиваетс амплитуда управл ющего напр жени дл Д. -транзистора 4 и чем больше ток нагрузки, тем при больших напр жени х на переходах будут открыватьс А -транзистор : 4 и транзистор 2, а это приводит к резкому увеличению рассеиваемой мощности на транзисторе 2 и снижению КПД, если падение Напр жени на внутреннем сопротивлеНИИ источника входного напр жени недостаточное дл обеспечени насыщенного режима работы транзистора 2. В таких случа х дл исключени перегрева транзистора 2 и уменьшени КПД должна использоватьс схема стабилизатора по фиг. 3. В этой схеме после закрывани транзистора 2 напр жение на переходе коллектор-эмиттер растет и когда достигает рабочего напр жени стабилитрона 13, начинает зар жатьс конденсатор 19 и открываетс транзистор 20, который переходом коллектор - эмиттер шунтирует переходы база -эмиттер транзисторов 9 и 10, При дальнейшем увеличении входного напр жени когда открываетс стабилитрон 18, зар д конденсатора 19 прекращаетс , а после спада входного напр жени ниже напр жени открывани стабилитрона 18 он. начинает разр жатьс через резистор 21 и цепь базы транзистора 20 и поДцерживаетс транзистор 20 в открытом состо нии до тех пор, пока напр жение на входе не станет меньше, чем на конденсаторе 6. После этого стабилитрон 13 и коллекторный переход транзистора 10 открываютс в пр мом направлении и конденсатор б перезар жаетс до величины пр мого напр жени стабилитрона 18, это приводит к закрыванию транзистора 20, и он остаетс закрытым, пока вновь не откроетс стабилитрон 13 после закрыти транзистора 2. Схему стабилизатора по фиг. 3 из-за наличи конденсатора 19 технологически трудно изготовить в виде интегральной 1икpocxeмы , поэтому дл изготовлени стабили затора в виде микросхемы нужно использовать схемы стабилизатора по фи г. 5 и б . В стабилизаторе (фиг. 5) после закрыти транзистора 2, когда откроетс стабилитрон 13, начинает открыватьс транзистор 35 триггера 36, что приводит к срабатыванию триггера 36, через транзисторы 35 и 37 течет ток базы транзистора 20 и транзистор 20 открываетс и соедин ет базу транзистора 9 с стабилитроном 41, рабочее напр жение которого больше, чем напр жение стабилитрона 13, ив результате база -эмиттерные переходы транзисторов 9 и 10 закрыты обратным напр жением за счет разницы в рабочих напр жени х стабилитронов 13 и 41, Транзисторы 35 и 37 триггера 36 остаютс открытыми и после закрывани стабилитрона 13 при спаде входного напр жени за счет положительной обратной св зи. Когда входное напр жение становитс fiJeHbiiie, чем напр жение на конденсаторе 6, открываетс диод 40, к базаэмиттерному переходу транзистора 35приложено обратное напр жение и тран зистор 35 закрываетс . Это приводит к закрыванию триггера 36 и транзистора 20, они остаютс закрытыми, пока вновь не откроетс стабилитрон 13 Напр жение на стбилитроне 41 все вре м остаетс посто нным при работе ст билизатора за счет напр жени на ко денсаторе 44. На фиг. 6 в стабилизаторе после. закрыти транзистора 2, когда входно напр жение станет больше, чем на ст билитроне 41, открываетс транзистор 37 и, следовательно, транзистор т.е. срабатывает триггер 36 и открываетс транзистор 20. При этом, переходы база - эмиттер транзисторов 9 и 10 оказываютс под обратным напр жением, определ емым стабилитроном 41, так как напр жением на открытых транзисторах 35 и 37 можно пренебречь. В этом случае транзисто ры 35 и 37 триггера 36 закрываютс тогда, когда при спаде входного нап жени ток эмиттера транзистора 37 умен ш аетс настолько, что транзис тор 35 выходит из насыщени , и тогд за счет положительной обратной св з транзисторы 35 и 37 закрываютс . То эмиттера транзистора 37, при которо триггер 36 закрываетс , зависит от оэффициента усилени (Э транзистоа 35. Следовательно, величиной раочего тока и /3 транзистора 35 всега можно обеспечить, что закрывание риггера 36 произойдет, когда напр ение . на входе стабилизатора недосаточно дл открывани транзистора 2 , .е. меньше его напр жени насыщени . Таким образом, в приведенных схеах стабилизатора (фиг. 3, 5 и 6) о врем периода после закрывани ранзистора 2 до того, когда входное апр жение становитс меньше, чем а конденсаторе 6, транзистор 2 осаетс закрытым и тогда, когда управ ющее напр жение на А -транзистое 4 уменьшаетс настолько, что он ткрываетс и при спадающем входном апр жении. При соединении затвора -транзистора 4 с выходом стабилиатора (фиг. 1 и 2) напр жение пульаций на конденсаторе 6 опедел етс А -транзистором 4 и регуирующим транзистором 7, а именно Сб cь тате min 7 m n так как . . сь rnctx вых 014 Cfe m-i эт 7 1 где U0(,ix выходное напр жение стабилизатора; напр жение отсечки А транзистора 4; кэтТп11П ми имально допустимое напр жение.перехода коллектор-эмиттер транзистора 7 дл работы в активном режиме. JBo врем работы стабилизатора всегда ° V4/ кэт7m1П Cfe и, следовательно, при настройке на максимальный КПД по имеющимс UoT4 и, UK3T7m1n необходимо подобрать емкость конденсатора 6 так, чтобы от4 UK3T7min -Это легко осуществить при небольших токах нагрузки даже с учетом того, что напр жени пульсаций на конденсаторе 6 не должны превышать допустимую величину , но при больших токах нагрузки это приводит к неполному использованию емкости конденсатора б и большим габаритам стабилизатора, а если учесть, что Л -транзисторы имеют технологический разброс, то может сказатьс , что .. 0,Т4 TOin КЭТТГО1П СЬАОП oT4min K3T7nnin CbAon где UA; допустима амплитуда пульсаций на конденсаторе 6)30 is connected to the output to 1emme. In addition, the node, the comparison is performed on the K-transistor, the gate is connected to the second input of the node, the second drain to the first input of the node. comparison, and the first drain - in the course of the comparison node, the first regulating element is made on a transistor, the emitter connected to the output terminal, the collector - with the point of connection of the capacitor and watts. a regulating element, and a resistor is connected parallel to the base – emitter junction of the transistor. Comparison node is complete. On the A-transistor, whose gate through a resistor is connected to the second input of the comparison node parallel to the gate, the second drain of the L transistor is connected to the first zener diode and the first drain is connected to the base of the matching transistor, the collector connected to the output of the comparison node, and the emitter to the output an amplitude limiter made on a second Zener diode resistor and a transistor whose collector is connected to the output terminal, the base through a resistor to the collector and through the second stabilizer diode to the first input of the reference node, and ter - acc popping the emitter of the transistor, wherein tranzis Torr first regulating member is connected to the collector of the input Clem my emitter - with the condenser and wherein the parallel passages base - emitter voltage of the matching transistor and a transistor connected to be amplitude limiter additional re ican. In addition, in order to protect L. - overvoltage transistor, between the base of the transistor of the amplitude limiter and the second Zener diode a third zener diode is switched on by a capacitor, and the emitter of the input protection transistor is connected to the base of the transistor of the first transistor and its first transistor is connected to the base of the first inserted protection transistor; . - the second and third input resistors are connected to the point of connection of the second and third zener diodes and parallel to the base – emitter junction of the protection transistor and the input terminals. In order to increase the reliability of operation between the second Zener diode and the first input of the comparison node, a trigger is included, performed on two transistors of different types of conductivity and two resistors, the base of the first transistor connected to the collector of the second and the base of the second to the collector of the first and through a diode connected to the input terminal, parallel to the transitions, the base - emitter of each transistor is connected to a corresponding resistor, while the emitter of the second transistor is connected to the first input of the reference node, and the emitter of the first transistor through the entered fourth resistor is connected to the base of the inserted protection transistor, the collector of which is connected to the base of the matching transistor, and the emitter through the fifth entered resistor is connected to the connection point of the inserted diode and capacitor - connected in series and. connected to the input terminals, where the third resistor is also connected, the emitter of the protection transistor through the input zener diode is connected to the second drain of the L transistor, besides the base-emitter junction of the transistor is shunted by the sixth resistor. Between the base of the amplitude limiter transistor and the first input of the comparison node, a trigger is made on two transistors of different conductivity types and one resistor, with the base of the first transistor connected to the collector of the second, and the base of the second collector of the first and through a diode connected to the input terminal the emitter of the second transistor is connected to a resistor, while its emitter is connected to the first input of the comparison node, and the base of the first transistor is connected to the base of the input through the entered fourth resistor protection transistor, the collector of which is connected to the base of the matching transistor, and the emitter through the fifth entered resistor is connected to the connection point of the inserted diode and capacitor connected in series and connected to the input terminals where the third entered resistor is also connected, the emitter of the protection transistor through the input zener diode - to the second drain of the L-transistor, besides the base-emitter junction of the protection transistor is shunted by the entered sixth resistor. In order to increase the efficiency and reduce the output voltage ripple, the second input of the comparison node is connected to the output terminal through one diagonal adjustable potentiometer of the inserted resistance bridge, to the other diagonal of which the input auxiliary voltage source is connected through the input diode. FIG. 1-6 are schematic diagrams of a two-stage DC voltage regulator. Stabilizer (FIG. 1) contains a regulating element 1 on a transistor 2, parallel to the base-emitter junction of which a resistor 3 is connected, the emitter is connected to the output of the stabilizer, and the base is connected to the first drain A of the transistor 4 of the comparison node 5 and the collector is connected to the capacitor b, to the collector of the regulating transistor 7 and to the second drain of the L -transistor 4, the gate of which is connected to the output of the stabilizer. The regulating transistor 7 is connected to the output of the stabilizer by the emitter, and the base to the output of the control body 8 connected to the output of the stabilizer. In addition, the transistor 2 (FIG. 2) the collector is connected to the input of the stabilizer, the emitter to the capacitor b, and the base to the collector of matching transistor 9 of the comparison node 5, the base of which is connected to the first drain of the L -transistor. 4, emitter - to the emitter of the transistor 10 of the amplitude limiter 11. The collector of the transistor 10 is connected to the stabilizer input and through the resistor 12 is connected to the base, which through the Zener diode 13 is connected to the capacitor 6, and in parallel to the base-emitter junction of transistor 9 and 10, respectively, resistors 14 and 15 are connected. The gate of the L-trans torus 4 is connected to the output of the stabilizer of the torus through a resistor 16 and through a zener diode 17 with a second drain. The base of the transistor 10 (FIG. 3) connected to the zener diode 13 through parallel connected. with tablithron 18 and capacitor 19 and with the emitter of protection transistor 20, the collector of which is connected to the base of the matching transistor 9, and the base through a resistor 21 with a connection point of zener diodes 13 and 18. The shutter L of the transistor 4 is connected to the engine potentiometer 22 of the bridge 23. The terminals of the potentiometer 22 are connected to the output of the auxiliary voltage source 24 through diode 25 and through resistors 26 and 27 to the output of the stabilizer, and parallel to the base-emitter junction of the protection transistor 20 and the stabilizer input are connected respectively resistors 28 and 29. In the stabilizer (FIG. 4) Zener diode 13 is connected to capacitor 6 via an emitter-ter-base junction of transistor 30, the collector of which is connected via a resistor 31 to a common stabilizer bus. The gate of the L-transistor 4 through the resistor 16 is connected to the potentiometer 22 engine and instead of the resistor 27 uses a field-effect transistor 32, which is connected to the output of the stabilizer by the gate, the source to the emitter of the control transistor 7 and the potentiometer and parallel to the drain-to-source transition Zener diode 33- is connected, and a resistor 34 is turned on between the emitter of transistor 7 and the output of the stabilizer. Transistor 10 (FIG. 5) an amplitude limiter 11 of the base is connected via a Zener diode 12 to the base of the first transistor 35 of the trigger 36, made on two transistors 35 and 37 connected to each other, respectively, the base with the collector, the collector with the base, and parallel to the transitions-base-emitter are connected respectively resistors 38 and 39. The first transistor 35 is connected to the second drain of the A-transistor 4, and the base through the diode 40 to the input of the stabilizer. The second transistor 37 is connected by an emitter through a resistor 21 to the base of the protection transistor 20, the emitter of which is connected via a Zener diode 41 to the second drain of the transistor 4 and through a resistor 42 to the connection point of the diode 43 and a capacitor 44 connected in series and connected in parallel to the stabilizer input. Transistor 10 (FIG. 6) the limiter amplitude 11 base is connected to the emitter of the second transistor 37 of the trigger 36, the base of which through a resistor 21 is connected to the base of the protection transistor 20 ,. . The operation of the second stage of the stabilizer on the control transistor 7 with the control element 8 is similar to the work of the known compensatory stabilizers With a series control transistor. This stage serves to stabilize, output the voltage and smooth the pulsations. The regulating element 1 of the first stage on the transistor 2 with the comparison circuit 5 serves to stabilize the voltage on the regulating transistor 7 with a wide range of variation of the supply AC voltage and adjust the output DC voltage. This is achieved by stopping the capacitor 6 charge at the time of the period of the supplying pulsating voltage from the rectifier, while its value is higher than the maximum voltage on the capacitor 6 Uca fnax. This is achieved by opening the transistor 2 of the regulating element 1 when the input voltage rises to the level of the minimum voltage condenser capacitor 6 Ucs. rnin closing when the voltage of the capacitor 6 reaches. . . In the stabilizer (FIG. 1), the transistor 2 opens with an increase in the input voltage of the transistor, therefore. That the base is connected to the collector through the transition of the first drain - the second drain A. - transistor 4, in which, at low voltages at the junction, the first drain - the second drain - the drain current increases with increasing voltage, t. e. The base current of transistor 2 increases, and with a further increase in the input voltage, the current of transistor 2 will increase, as the current through the A transistor will increase. Opening transistor 2 leads to charge of capacitor 6, m. e. to the growth of the control voltage of the L-transistor 4, since its gate is connected to the output of one hundred of the transformer, t. e. stabilized voltage. An increase in the control voltage leads to a slowdown in the growth of the drain current of the X transistor 4, then to a decrease in its current and, finally, to a complete locking of the L transistor 4 and transistor 2. The charge of the capacitor b reduces the growth of the input voltage of the stabilizer by increasing the voltage drop across the transformer windings and the diode of the rectifier, therefore, when the transistor 2 is closed, the charge current is reduced and this leads to an increase in the input voltage steepness that ycKop ieT the closing time determined by the speed of transistor 2 and 4. After closing the transistor 2, the voltage from the stabilizer input through the resistor 3 enters the first drain of the L-transistor and keeps it closed until April 1 at the percussion of the first drain - the second drain is greater than the voltage at which the transistor opens, and since this voltage is determined by the parameters of the transistor and the control voltage, it is possible to choose the capacitance of the capacitor b so that when using any D-transistors of one type, the control voltage decreases so that when the voltage drops voltage of the audio -tranzistor 4 and transistor 2 substantially. did not open. When used in the second stage of the electronic short circuit protection (short circuit) stabilizer, as the most reliable, the output voltage of the stabilizer drops to O and A transistor 4 when the load is closed because the second drain to the junction is the voltage of the capacitor 6 , and the first drain to the transition is the total input voltage, and, therefore, for reliable operation, the stabilizer circuit of FIG. 1 can be used if the amplitude value of the input voltage Ugj yriotx f is higher than the admissible HanpHKeTiHe nepexo and the first drain is the gate and (;. 5dor A-tra resistor 4. If the voltage is d / L; 1-aop, then the stabilizer circuit of FIG. 2 is used. In this stabilizer, in order to limit the voltage on the L-driver, 4, parametrically, the stabilizer 11 is used on the zener diode 13, the transistor 10 and the resistors 20 and 24, connected in parallel with the regulating element 1. The transistor 10 serves to reduce the output impedance of the parametric stabilizer when open. 9G matching transistor working simultaneously with L -transistor 4 in the same way as in the stabilizer (FIG. 1) transistor 2 is working. When the transistor 9 is opened, the transistor 2 also opens, as the collector current of the transistor 9 is the base current of the transistor 2. After the L-transistor 4 is closed, the voltage at the base of the transistor 10 and, consequently, on the first drain, the Zener diode 13 does not open, then the voltage increase stops, t. e. The short-circuit load voltage at the junction is the first drain - the second drain is determined by the Zener diode 13, and at the transition the second drain - gate - by the Zener diode 17, regardless of the magnitude of the input and output voltages. At high load currents in. units of ampere to eliminate the inclusion of the L -transistor 4 and transistor 2 when the input voltage drops, a large capacitor b is required, which dramatically increases the size of the stabilizer. In such cases, it is more expedient to use the capacity of the capacitor completely, t. e. so that the ripple voltage on the capacitor 6 is equal to the allowable one for the chosen type of capacitor, but then the amplitude of the control voltage for g increases. transistor 4 and the greater the load current, the greater the voltage at the junctions will be the opening of the A transistor: 4 and transistor 2, and this leads to a sharp increase in power dissipation in transistor 2 and a decrease in efficiency if the voltage drops across the internal resistance. the input voltage source is insufficient to provide a saturated operation of the transistor 2. In such cases, to avoid overheating of the transistor 2 and reducing the efficiency, the stabilizer circuit of FIG. 3 In this scheme, after the transistor 2 is closed, the voltage at the collector-emitter junction increases and when the operating voltage of the Zener diode 13 reaches, the capacitor 19 starts charging and the transistor 20 opens, which by junction collector-emitter shunts the base of the emitter transistors 9 and 10, a further increase in the input voltage when the zener diode 18 opens, the charge of the capacitor 19 stops, and after the input voltage drops below the opening voltage of the zener diode 18 it. It begins to discharge through the resistor 21 and the base of the transistor 20, and the transistor 20 is pushed in the open state until the input voltage drops below the capacitor 6. After that, the Zener diode 13 and the collector junction of the transistor 10 are opened in the forward direction and the capacitor B is recharged to the direct voltage of the Zener diode 18, this closes the transistor 20, and it remains closed until the Zener 13 opens again after the transistor 2 is closed . The stabilizer circuit of FIG. 3, due to the presence of capacitor 19, it is technologically difficult to manufacture in the form of an integral lcpx, we must therefore use a stabilizer circuit according to phi to produce a mash stabilizer in the form of a microcircuit. 5 and b. In the stabilizer (FIG. 5) after closing the transistor 2, when the zener diode 13 opens, the transistor 35 of the trigger 36 opens, which triggers the trigger 36, current transistor 20 and 37 flows through the base current of transistor 20 and transistor 20 opens and connects the base of transistor 9 to the zener diode 41, the operating voltage of which is greater than the voltage of the Zener diode 13, and as a result the base-emitter junctions of the transistors 9 and 10 are closed by reverse voltage due to the difference in the working voltages of the Zener diodes 13 and 41, the Transistors 35 and 37 of the trigger 36 remain open and After closing the zener diode 13 when input voltage decline voltage due to positive feedback. When the input voltage becomes fiJeHbiiie, than the voltage on the capacitor 6, the diode 40 is opened, the reverse voltage is applied to the base-emitter junction of the transistor 35 and the transistor 35 closes. This causes the trigger 36 and the transistor 20 to close, they remain closed until the zener diode 13 is reopened. The voltage on the stitron 41 still remains constant during operation of the stabilizer due to the voltage on the capacitor 44. FIG. 6 in the stabilizer after. close the transistor 2, when the input voltage becomes greater than that of the bilitron 41, the transistor 37 opens, and hence the transistor t. e. Trigger 36 triggers and transistor 20 opens. In this case, the base-emitter transitions of transistors 9 and 10 turn out to be under reverse voltage, determined by the zener diode 41, since the voltage across the open transistors 35 and 37 can be neglected. In this case, the transistors 35 and 37 of the flip-flop 36 are closed when the emitter current of the transistor 37 decreases when the input voltage drops, so that the transistor 35 goes out of saturation and then, due to the positive feedback, the transistors 35 and 37 close. The emitter of the transistor 37, at which the trigger 36 closes, depends on the gain factor (E of the transistor 35. Consequently, the magnitude of the operating current and / 3 of the transistor 35 vs can be ensured that the closing of the rigger 36 occurs when the voltage is on. at the input of the stabilizer is not enough to open the transistor 2,. e. less than its saturation voltage. Thus, in the above schemas of the stabilizer (FIG. 3, 5, and 6) about the time period after closing the transistor 2, before the input voltage becomes less than that of the capacitor 6, the transistor 2 is closed and when the control voltage on the A-transist 4 decreases so much that It also opens with a falling input. When the gate of the transistor 4 is connected to the output of the stabilizer (FIG. 1 and 2) the voltage of the pulsations on the capacitor 6 is determined by the A transistor 4 and the regulating transistor 7, namely, Sat c min. M 7 m n since. . rnctx output 014 Cfe m-i fl 7 1 where U0 (, ix is the output voltage of the stabilizer; the cut-off voltage A of transistor 4; cattp11P is the minimum allowable voltage. transition collector-emitter transistor 7 for work in active mode. JBo stabilizer operation time is always ° V4 / cat7m1p Cfe and, therefore, when tuning for maximum efficiency according to the existing UoT4 and, UK3T7m1n it is necessary to choose the capacitance of the capacitor 6 so that from 4 UK3T7min - This is easy to accomplish at low load currents even taking into account that ripples on the capacitor 6 should not exceed the permissible value, but at high load currents this leads to incomplete use of the capacitor b capacity and large stabilizer dimensions, and given that the L-transistors have a technological variation, ozhet skazats that. . 0, T4 TOin CATTGO1P CEAOP oT4min K3T7nnin CbAon where UA; permissible amplitude of the pulsations on the capacitor 6)
(;с - соответственно максималные и минимальные эначеи (; с - maximal and minimal values respectively
иand
ни напр жени отсечки Ьт4 min Л -транзистора, обусловленные технологическим разбросом,nor the cut-off voltage of the LT4 min L transistor, due to technological variation,
В первом случае на транзисторе 7 рассеиваетс дополнительна мощность, так как UoT4 tnax больше необходимого а второй случай недопустим, так как регулирующий транзистор 7 входит в режим насыщени , т.е. оба случа имеют свои недостатки. Если в цепь затвора Л -транзистора 4 ввести источник дополнительного напр жени так, чтобы при настройке неравенстна 1 и 2 переходили в равенство, т.е и„,-и, . ди, ..In the first case, additional power is dissipated on the transistor 7, since UoT4 tnax is greater than necessary and the second case is unacceptable, as the control transistor 7 enters the saturation mode, i.e. Both cases have their drawbacks. If an additional voltage source is introduced into the gate circuit of the L-transistor 4 so that when setting, the inequalities 1 and 2 turn into equality, i.e., &,, and. di, ..
ОТ4 max АЛ OT4 max AL
CЬAOП HЭT7m n и и.. . ,4U.CААОП НЭТ7m n и и ... , 4U.
OT4min Aa свАОп кэтт m-in 1OT4min Aa SVOp Katt m-in 1
где Од и МА напр жени дополнительного источника, то при любом тех нологическом разбросе параметров транзисторов, любом токе нагрузки и любой амплитуде можно получить максималйный КПД.Дл этого в схеме по фиг. 3 дополнительный источникнапр жени 24 подключен к выходу стабилизатора и затвору Л -транзистора 4 через мост 23 на потенциометре 22 и резисторах 26 и 27. В этом случае дополнительное напр жение снимаетс с диагонали моста 23, а именно с двика потенциометра 22 и может быть как положительным, так и отрицательным, т.е. простой регулировкой можно получить максимальный КПД.Использование дополнительного источника напр жений 24 с мостом, изображенном на фиг. 3, возможно и в стабилизаторе на фиг. 2, 5 и 6, при этом резисторе 16 может отсутствовать, так как его замен т резисторы 26 и 27, а дл защиты источника напр жений 24 от напр жени обратной пол рности, возникающего на части сопротивлени потенциометра 22 П13и КЗ, в нагрузке используетс диод 25, который закрываетс , если возникающее напр жение больше, чем напр жение источника 24, и защищает его от обратного напр жени . При использовании источника напр жени 24 с мостом изображенным на фиг. 3, в стабилизаторе по фиг.1 диод 25 не нужен, поскольку переход второй сток - затвор Л -транзистора 4 всегда закрыт и опасность возникновени обратного напр жени на входе источника 24 отсутствует.where Od and MA are the voltage of the additional source, then with any technological scatter of the parameters of the transistors, any load current and any amplitude, the maximum efficiency can be obtained. For this, in the circuit in FIG. 3 an additional source of voltage 24 is connected to the output of the stabilizer and the gate of the L-transistor 4 through bridge 23 on potentiometer 22 and resistors 26 and 27. In this case, the additional voltage is removed from the diagonal of bridge 23, namely the motor 22 and can be as positive and negative, i.e. By simple adjustment, maximum efficiency can be obtained. Using an additional voltage source 24 with the bridge shown in FIG. 3, possibly in the stabilizer of FIG. 2, 5 and 6, while the resistor 16 may be absent, since it is replaced by resistors 26 and 27, and to protect the voltage source 24 from the reverse polarity voltage arising on the resistance part of potentiometer 22 P13 and short-circuit, a diode is used in the load 25, which closes if the voltage that occurs is greater than the voltage of the source 24, and protects it from the reverse voltage. When using a voltage source 24 with a bridge as shown in FIG. 3, the diode 25 is not needed in the stabilizer of FIG. 1, since the second drain-to-L-transistor 4 transition is always closed and there is no danger of a reverse voltage at the input of source 24.
Схемы стабилизаторов по фиг.1-3, 5 и 6 имеют максимальный.КПД, если ток нагрузки не измен етс . При изменени х тока нагрузки в 11шроких пределах мен етс dU, ,а так как равенство 01-4-HiV Л C6 и,эт 7 m-in не выполн етс при минимальном токе нагрузки т.е.The circuits of the stabilizers of FIGS. 1-3, 5, and 6 are maximum. The PDC, if the load current does not change. With changes in load current over 11 limits, dU, and since equality 01-4-HiV L C6 and, at 7 m-in does not hold at the minimum load current, i.e.
oт4- A cь кэт7 тvlтl. from 4- A cat cat7 tvltl.
то на транзисторе рассеиваетс дополнительна мощность, и КПД уменьшаетс . Дл того, чтобы равенетво не зависело от тока нагрузки, , должно измен тьс пр мо пропорционально току нагрузки, чтопозвол ет получить максимальный КПД при любых изменени х тока нагрузки. Это достигаетс тем, что в схеме пр фиг. 4 одним из резисторов моста 23 вл етс полевой транзистор 32 в режиме управл емого напр жением резистора,у которого управл ющим напр жением вл етс напр жение, снимаемое с датчика тока нагрузки - резистора 34. Предполонсим , что при минимальном токе нагрузки управл ющее напр жение равно О, транзистор- 32 открыт и падение напр жени на нем тоже равно О, а при максимальном - управл ющее напр жение больше нaпp 5keни отсечки транзистора 32, он закрыт и напр жение на резисторе 26 раёно О, тогда напр жение , снимаемое с движка потенциометра 22,отрицательное при минимальном токе и положительное - при максимальном , т.е. при увеличении тока нагрузки напр жение, снимаемое с диагонали моста, растет, что и требовалось получить, а измен положение движка потенциометра 22, также ожно компенсировать технологический разброс параметров транзисторов.Использование моста 23 по фиг. 4 в схеах стабилизатора по фиг. 2, 3, 5 и 6 может привести при КЗ нагрузки нижнем по схеме положении движка отенциометра 22 к тому, что к переоду сток-исток транзистора 32 бует приложено напр жениеthen additional power is dissipated at the transistor, and the efficiency is reduced. In order that it does not depend on the load current, it must be changed in direct proportion to the load current, which allows to obtain the maximum efficiency with any change in load current. This is achieved by the fact that, in the pr scheme, FIG. 4 one of the resistors of the bridge 23 is a field-effect transistor 32 in the mode of a voltage-controlled resistor, in which the control voltage is the voltage taken from the load current sensor - resistor 34. Suppose that with a minimum load current the control voltage is equal to 0, the transistor 32 is open and the voltage drop across it is also equal to O, and at maximum the control voltage is greater than 5c cutoff of the transistor 32, it is closed and the voltage across the resistor 26 is rainy O, then the voltage removed from the slider potentiometer 22, neg at the minimum current and positive at the maximum, i.e. as the load current increases, the voltage taken from the diagonal of the bridge increases, as required, and the position of the slider of the potentiometer 22 could also be compensated for by the technological variation of the parameters of the transistors. Using the bridge 23 of FIG. 4 in the stabilizer circuits of FIG. 2, 3, 5, and 6 may, with a short-circuit load, the lower position of the slider 22 of the bottom potentiometer causes the voltage to be applied to the drain-source transistor 32
СИТ5-1 кз bblX JAiT SIT5-1 kz bblX JAiT
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803006905A SU951266A1 (en) | 1980-11-20 | 1980-11-20 | Two-stage dc voltage stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803006905A SU951266A1 (en) | 1980-11-20 | 1980-11-20 | Two-stage dc voltage stabilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU951266A1 true SU951266A1 (en) | 1982-08-15 |
Family
ID=20927051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU803006905A SU951266A1 (en) | 1980-11-20 | 1980-11-20 | Two-stage dc voltage stabilizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU951266A1 (en) |
-
1980
- 1980-11-20 SU SU803006905A patent/SU951266A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4405438B2 (en) | Slope compensation switching regulator and compensation method thereof | |
US4686617A (en) | Current limited constant frequency dc converter | |
JP3510652B2 (en) | 3-terminal switching mode power supply integrated circuit | |
US4706177A (en) | DC-AC inverter with overload driving capability | |
US7254000B1 (en) | Over voltage protection scheme for synchronous buck converter | |
JP4723791B2 (en) | Method and apparatus for switched mode power supplies that generate high pulse width modulation while maintaining low noise sensitivity | |
US7701279B2 (en) | Driving circuit for an emitter-switching configuration | |
US4629971A (en) | Switch mode converter and improved primary switch drive therefor | |
JPH0343859B2 (en) | ||
US4277824A (en) | Start-up circuit | |
US6256179B1 (en) | Switching power supply apparatus | |
SU951266A1 (en) | Two-stage dc voltage stabilizer | |
US4887021A (en) | Precision noise spike elimination circuit for pulse width modulators and PWM inverters | |
US6259236B1 (en) | Chopper type switching power supply | |
JP3251192B2 (en) | Overcurrent protection circuit | |
US4012685A (en) | Regulated power supply for very high current with voltage and current programmable to zero | |
US6473322B2 (en) | AC-DC converter | |
JPH01270727A (en) | Rush current limiter circuit | |
SU1356145A1 (en) | Stabilized voltage source | |
JPH0373191B2 (en) | ||
SU1661940A2 (en) | Device for controlling and protecting converter | |
JPH05146143A (en) | Rush current preventive circuit | |
JPH01303055A (en) | Switching power supply with remote sensing terminals | |
JPH0214319Y2 (en) | ||
SU849176A1 (en) | Key dc voltage stabilizer |