SU1629900A1

SU1629900A1 - Pulsed voltage regulator

Info

Publication number: SU1629900A1
Application number: SU884400530A
Authority: SU
Inventors: Андрей Сергеевич Королев; Рустем Рафаилович Мустафин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2887
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1991-02-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл построени многоканальных стабилизаторов посто нного напр жени . Целью изобретени вл етс расширение , функциональных возможностей при одновременном повышении надежности. . Импульсный стабилизатор напр жени состоит из многообмоточного дроссел 1, силового транзисторного ключа 2, датчика 3 тока, основного выпр мител 4 с фильтром 5 и дополнительного выпр мител 21 с фильтром 23. При возникновении перегрузки по току основного выпр мител 4 за счет увеличени напр жени на датчике 3 тока происходит запирание транзисторного ключа 2. Дл защиты дополнительного выпр мител 21 от перегрузки введены резистор 25, транзистор 28 защиты, оптрон 29. При увеличении тока в цепи дополнительного выпр мител 21 происходит срабатывание транзистора 28s с который через оптрон 29 запирает транзисторный ключ 2. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used to construct multichannel constant voltage stabilizers. The aim of the invention is to expand the functionality while improving reliability. . The pulse voltage regulator consists of a multiple-winding choke 1, a power transistor switch 2, a current sensor 3, a main rectifier 4 with a filter 5 and an additional rectifier 21 with a filter 23. If an overcurrent of the main rectifier 4 occurs due to an increase in voltage the current sensor 3 locks the transistor switch 2. To protect the additional rectifier 21 from overload, a resistor 25, a transistor 28 of protection, an optocoupler 29 are inserted. With increasing current in the additional rectifier circuit, 21 but the transistor 28s is sticking with which through the optocoupler 29 locks the transistor switch 2. 1 Il.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения многоканальных стабилизаторов постоянного напряжения.The invention relates to electrical engineering and can be used to build multi-channel DC voltage stabilizers.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при одновременном повышении надежности.The purpose of the invention is the expansion of functionality while improving reliability.

На чертеже представлена структурная схема стабилизатора напряжения. ΌThe drawing shows a structural diagram of a voltage stabilizer. Ό

Стабилизатор содержит многообмоточный дроссель 1, первичная обмотка ко- торого соединена последовательно с транзисторным ключом 2 и датчиком 3 тока и подключена к входным выводам, 15 а вторичная обмотка через первый диод 4 пдключена к выходным выводам, первому сглаживающему фильтру .5 и первому входу усилителя 6 обратной связи, к второму входу которого под- 20 ключей выход источника 7 опорного напряжения, первый 8 и второй 9 компараторы, первые входы которых через первый резистор 1Ω подключены к датчику 3 тока, второй вход первого ком- 25 паратора 8 подключен к выходу усилителя 6 обратной связи, выходы компараторов 8 и 9 подключены к входам логического элемента ИЛИ 11, выход которого соединен с установочным вхо- зо дом 0 триггера 12, установочный вход 1 которого соединен с выходом задающего генератора 13, выход триггера 12 через переход база - эмиттер транзистора 14 управления соединен с базой силового транзисторного ключа 2, коллектор транзистора.14 через второй резистор 1’5 - с первыми входами компараторов 8 и 9, а через третий резистор 16 и второй диод. 17 - с об- ₄q моткой управления многообмоточного дросселя 1, первый конденсатор 18, делитель 19 напряжения, вход которого соединен с резистором 16, а выход - с вторым входом компаратора 9 45 и с выводом для подключения дополнительного источника постоянного напряжения (Ед_оп) через четвертый резистор 20, третий 21 и четвертый 22 диоды, второй 23 и третий 24 сглажи- jq вающие фильтры, шестой 25, седьмой ' 26 и восьмой 27 резисторы,транзистор 28 защиты, оптрон 29, конденсаторThe stabilizer contains a multi-winding inductor 1, the primary winding of which is connected in series with the transistor switch 2 and the current sensor 3 and connected to the input terminals, 15 and the secondary winding through the first diode 4 is connected to the output terminals, the first smoothing filter .5 and the first input of the amplifier 6 feedback, to the second input of which there are 20 keys, the output of the reference voltage source 7, the first 8 and second 9 comparators, the first inputs of which are connected to the current sensor 3 through the first 1Ω resistor, the second input of the first comparator 25 It is connected to the output of the feedback amplifier 6, the outputs of the comparators 8 and 9 are connected to the inputs of the logic element OR 11, the output of which is connected to the installation input 0 of the trigger 12, the installation input 1 of which is connected to the output of the master oscillator 13, the output of the trigger 12 through the transition base - the emitter of the control transistor 14 is connected to the base of the power transistor switch 2, the collector of the transistor. 14 through the second resistor 1'5 - with the first inputs of the comparators 8 and 9, and through the third resistor 16 and the second diode. 17 - with a _4- q control coil of a multi-winding inductor 1, the first capacitor 18, a voltage divider 19, the input of which is connected to the resistor 16, and the output - with the second input of the comparator 9 45 and with the output for connecting an additional DC voltage source (Ed _op ) through the fourth resistor 20, the third 21 and fourth 22 diodes, the second 23 and third 24 smoothing filters, sixth 25, seventh 26 and eighth 27 resistors, protection transistor 28, optocoupler 29, capacitor

30., дополнительную обмотку дросс-еля 1,первый вывод которой подключен через третий диод 21 к второму сглаживающему фильтру 23, а через четвертый диод 22 - к третьему сглаживающему фильтру 24, второй вывод - к точ ке соединения второго 23 и третьего 24 сглаживающих фильтров,. первому выводу шестого резистора 25 и базе транзистора 28 защиты, эмиттер которого подключен к второму выводу шестого резистора 25 и первому выводу конденсатора 30, а коллектор - к второму выводу конденсатора 30 и через седьмой резистор 26 к входу оптрона 29, выход которого через восьмой резистор 27 соединен с выходом делителя напряжения и первым входом второго компаратора 9.30., an additional winding of the inductor 1, the first output of which is connected through the third diode 21 to the second smoothing filter 23, and through the fourth diode 22 to the third smoothing filter 24, the second output to the junction point of the second 23 and third 24 smoothing filters ,. the first output of the sixth resistor 25 and the base of the protection transistor 28, the emitter of which is connected to the second output of the sixth resistor 25 and the first output of the capacitor 30, and the collector to the second output of the capacitor 30 and through the seventh resistor 26 to the input of the optocoupler 29, the output of which is through the eighth resistor 27 connected to the output of the voltage divider and the first input of the second comparator 9.

Стабилизатор работает следующим образом.The stabilizer works as follows.

При подаче напряжения питания начинает работать задающий генератор 13, триггер 12 устанавливается в состояние ’’Г, открываются транзистор 14 управления и силовой транзисторный ключ 2, через который'начинает протекать ток от источника питания.When the supply voltage is applied, the master oscillator 13 starts working, the trigger 12 is set to ’’ G state, the control transistor 14 and the power transistor switch 2 are opened, through which the current from the power source starts to flow.

Через дроссель 1 начинает протекать ток и на датчике 3 тока появляется сигнал, поступающий через резистор 10 на компараторы 8 и 9. Напряжение на дополнительной обмотке дросселя 1 чере.з четвертый диод 22 поступает на третий сглаживающий фильтр 24. Поскольку напряжение на конденсаторе 18 отсутствует, то напряжение на выходе делителя 19 напряжения, определяемое током, протекающим от дополнительного источника напряжения постоянного тока через резистор 20,‘ имеет небольшую величину, значительно меньшую, чем напряжение на выходе усилителя 6 обратной связи, которое в этот момент максимально, поэтому второй компаратор 9 срабатывает раньше первого компаратора 8, вызывает сброс триггера 12 и выключение транзистора 14 управления и силового транзисторного ключа 2.Current begins to flow through the inductor 1 and a signal appears on the current sensor 3 through the resistor 10 to the comparators 8 and 9. The voltage on the additional winding of the inductor 1 through the fourth diode 22 is supplied to the third smoothing filter 24. Since there is no voltage on the capacitor 18, then the voltage at the output of the voltage divider 19, determined by the current flowing from the additional DC voltage source through the resistor 20, 'has a small value significantly less than the voltage at the output of the reverse amplifier 6 communication, which at this moment is maximum, therefore, the second comparator 9 is triggered before the first comparator 8, causes the trigger 12 to reset and turn off the control transistor 14 and the power transistor switch 2.

Выключение силового ключа 2 вызывает открытие диодов. 4_? 17. и 21. При этом энергия дросселя 1 поступает на сглаживающие фильтры 5' и 23 основного и дополнительного канала, а также на конденсатор 18, напряжение на котором растет и обеспечивает повышение напряжения на п.ервом входе второго компаратора 9, увеличение, амплитуды тока силового ключа 2, рост выходных напряжений и т.д. При достижении выходным напряжением основного канала значения, при котором напряжение на первом входе вто5 1629900 рого компаратора 9 становится выше, чем на выходе усилителя 6 обратной связи, начинает работать первый компаратор 8, стабилизируя выходные напряжения.Turning off the power switch 2 causes the diodes to open. 4 _? 17. and 21. In this case, the energy of the inductor 1 is supplied to the smoothing filters 5 'and 23 of the main and additional channels, as well as to the capacitor 18, the voltage at which increases and provides an increase in voltage at the first input of the second comparator 9, an increase in the current amplitude power switch 2, output voltage rise, etc. When the output voltage of the main channel reaches a value at which the voltage at the first input of the second 1649900 comparator 9 becomes higher than at the output of the feedback amplifier 6, the first comparator 8 starts to work, stabilizing the output voltages.

При гГерегрузке или коротком замыдополнительлого канала во время перегрузок.In case of overload or short short circuit during overloads.

Изобретение позволяет устранить опасность выхода из строя элементов дополнительных каналов многоканальных стабилизаторов напряжения при пере- .The invention eliminates the risk of failure of the elements of the additional channels of multi-channel voltage stabilizers during over-.

кании на выходе основного канала напряжение на выходе усилителя обратной связи возрастает и в момент превышения им напряжения с выхода делителя 19 отрицательная обратная связь перестает действовать и начинает дей ствовать положительная связь через компаратор 9. Стабилизатор выключается. При устранении перегрузки стаби^ лизатор автоматически восстанавливает свою работу.When the main channel exits, the voltage at the output of the feedback amplifier increases, and when it exceeds the voltage from the output of the divider 19, the negative feedback ceases to act and positive communication starts to act through the comparator 9. The stabilizer turns off. When overload is eliminated, the stabilizer automatically restores its work.

При перегрузке или коротком замыкании на выходе дополнительного канала падение напряжения на шестом резисторе 25 увеличится, что приведет к открытию транзистора 28 защиты и разряду конденсатора 30. Напряжение с сглаживающего фильтра 24 через транзистор 28 защиты и резистор 26 приложится к выходу оптрона 29, который через резистор 27 зашунтирует выход делителя 19 напряжения.In case of overload or short circuit at the output of the additional channel, the voltage drop across the sixth resistor 25 will increase, which will lead to the opening of the protection transistor 28 and the discharge of the capacitor 30. The voltage from the smoothing filter 24 through the protection transistor 28 and resistor 26 will be applied to the output of the optocoupler 29, which through the resistor 27 shunts the output of the voltage divider 19.

Конденсатор 30 сохраняет открытое состояние оптрона 29 после подачи накопленной дросселем 1 энергии во вторичную цепь и закрытия транзистора 28 в течение следующего такта работы преобразователя. Напряжение на первом входе второго компаратора 9 станет ниже, чем на выходе усилителя 6 обратной связи, и опять начнет действовать положительная обратная связь. Стабилизатор выключится. Небольшое остаточное напряжение на выходе делителя 19, определяемое током от дополнительного источника постоянного напряжения через резистор 20, будет разрешать кратковременное открывание силового транзисторного ключа 2. Этой энергии, поступающей через диод 22 на сглаживающий фильтр 24, будет достаточно для удержания стабилизатора во включенном состоянии. После устранения перегрузки дополнительного канала и заряда конденсатора 30 стабилизатор автоматически восстановит свою работу.The capacitor 30 maintains the open state of the optocoupler 29 after applying the energy accumulated by the inductor 1 to the secondary circuit and closing the transistor 28 during the next clock cycle of the converter. The voltage at the first input of the second comparator 9 will become lower than at the output of the feedback amplifier 6, and positive feedback will again begin to operate. The stabilizer will turn off. A small residual voltage at the output of the divider 19, determined by the current from an additional constant voltage source through the resistor 20, will allow short-term opening of the power transistor switch 2. This energy supplied through the diode 22 to the smoothing filter 24 will be enough to keep the stabilizer in the on state. After eliminating the overload of the additional channel and the charge of the capacitor 30, the stabilizer will automatically recover.

грузках в том случае, когда основной и дополнительный каналы имеют значительную разность мощностей без многократного запаса элементов вспомога· тельных каналов на току.loads in the case when the main and additional channels have a significant power difference without a multiple supply of auxiliary channel elements on current.

Claims

Claim

A pulse voltage regulator containing a multi-winding inductor, the primary winding of which is connected through a series-connected power transistor switch and a current sensor between the first and second input terminals, the secondary winding is connected through the first diode to the output terminals, the first smoothing filter and the first input of the feedback amplifier, the second input which is connected to the output of the reference voltage source, the first and second comparators, the first inputs of which are connected to the current sensor through the first resistor, the input of the first comparator is connected to the output of the feedback amplifier, the outputs of the comparators are connected to the inputs of the OR logic element, the output of which is connected to the setting input O of the trigger, the setting input '* 1' of which is connected to the output of the master oscillator, the output of the trigger through the transition saza-emitter of the transistor the control is connected to the base of the power transistor switch, the collector of the control transistor through the second resistor is connected to the first inputs of the comparators, through the third resistor connected in series, the second diode and a choke coil control - to a second input terminal, a first capacitor and a divider jnapryazheniya connected point between the third resistor connected to the second diode and a second input terminal, the voltage divider output from the one with the second input of the second comparator, and via a fourth resistor

Thus, the current of the additional channel cannot exceed the value determined by the resistor 25, and does not cause failure of the elements with the output for connecting an additional DC voltage source, characterized in that, in order to expand the functional> · capabilities while improving reliability, , it introduced the third and fourth diodes, the second and third smoothing filters, the fifth, sixth and seventh resistors, a protection transistor, an optocoupler, a second ^ capacitor and an additional inductor winding, the first output of which minutes via a third diode connected to the first terminal of the second smoothing filter and the inputted first additional output terminal, via the fourth diode. - with the first terminal of the third smoothing filter, the second terminal of the additional winding is connected to the second terminals of the second and third smoothing filters and through the fifth resistor - with the second additional · ⁵ additional output terminal introduced, the base-emitter junction of the protection transistor is connected to the fifth resistor ^ and the collector through the sixth resistor and the LED ^ 0 od optroy - to the first output of the third smoothing filter, the optocoupler phototransistor through the seventh resistor is connected to the output of the voltage divider.

*5