SU1723564A1

SU1723564A1 - Vdc switching regulator

Info

Publication number: SU1723564A1
Application number: SU874272173A
Authority: SU
Inventors: Владимир Алексеевич Поляков; Алексей Михайлович Кашкаров; Александр Николаевич Головенко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1736
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1992-03-30

Abstract

Изобретение относитс к вторичным источникам питани радиоаппаратуры. Цель изобретени - улучшение динамических характеристик и повышение функциональной надежности - достигаетс введением в устройство компенсационного стабилизатора посто нного тока и ключевого транзисторного элемента, тип проводимости которого противоположен типу проводимости тири- сторного элемента. С помощью модул тора ширины импульсов переключаетс силовой транзистор. В процессе регулировани включенного состо ни транзистора осуществл етс одновременное изменение проводимости этого транзистора. 1 ил.The invention relates to secondary power sources of radio equipment. The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics and increase the functional reliability, which is achieved by introducing into the device a compensating direct current stabilizer and a key transistor element whose conductivity type is opposite to the conductivity type of the thyristor element. Using a pulse width modulator, the power transistor is switched. In the process of regulating the on state of the transistor, the conductivity of this transistor is simultaneously changed. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к источникам электропитани с импульсным преобразованием напр жени .The invention relates to electrical engineering, in particular to power supplies with a pulse voltage conversion.

Цель изобретени - улучшение динамических характеристик и повышение функциональной надежности.The purpose of the invention is to improve the dynamic performance and increase functional reliability.

На чертеже приведена схема импульсного стабилизатора посто нного напр жени ,The drawing is a diagram of a pulse voltage regulator,

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени содержит входные выводы 1, силовой транзистор 2, трансформатор 3, выходной выпр митель 4 с фильтром, выходные выводы 5, маломощный компенсационный стабилизатор 6 посто нного напр жени , второй транзисторный ключ 7, первый транзисторный ключ 8, конденса- торно-диодную цепочку 9, модул тор 10 ширины импульсов,A switching voltage regulator contains input terminals 1, a power transistor 2, a transformer 3, an output rectifier 4 with a filter, output pins 5, a low-power compensating stabilizer 6 of a constant voltage, a second transistor switch 7, a first transistor switch 8, a condensation switch torus-diode chain 9, pulse width modulator 10,

К входным выводам 1 подключены последовательно соединенные силовой транзистор 2 с первичной обмоткой трансформатора 3. Зторична обмотка трансформатора 3 подключена к входу выпр мител 4 с фильтром , выход которого представл ет выходные выводы 5 устройства. К входным выводам 1 подключен также вход маломощного компенсационного стабилизатора 6 посто нного напр жени , выход которого через управл ющий транзисторный ключ 7 подключен к базе силового транзистора 2. К базе силового транзистора 2 подключен транзисторный ключ 8 проводимости, обратной проводимости управл ющего транзисторного ключа 7, соедин ющий конденсатор конденсаторно-диодной шунтирующей цепочки 9 с переходом база- эмиттер силового транзистора 2. Конденсаторно-диодна шунтирующа цепочка 9 подключена параллельно первичной обмотке трансформатора 3. Переходы база- эмиттер ключей 7 и 8 соединены параллельно и подключены к выходу модул тора 10 ширины импульсов. Вход модул тора ших|The input terminals 1 are connected in series with the power transistor 2 with the primary winding of the transformer 3. The secondary winding of the transformer 3 is connected to the input of the rectifier 4 with a filter, the output of which represents the output terminals 5 of the device. The input pins 1 are also connected to the input of a low-power compensating stabilizer 6 of constant voltage, the output of which is connected via a control transistor switch 7 to the base of the power transistor 2. The transistor switch 8 of the conductivity opposite to that of the control transistor switch 7 is connected to the base of the power transistor 2, connecting capacitor of a capacitor-diode shunt circuit 9 with a base-emitter junction of the power transistor 2. The capacitor-diode shunt circuit 9 is connected in parallel to the primary capacitor heel transformer 3. Transitions baza- emitter keys 7 and 8 are connected in parallel and connected to the output of the modulator 10 pulse width. Modulo Tory Input |

юYu

СА)SA)

сл аcl

4Ьь4b

рины импульсов подсоединен к входным выводам 1, а управл ющий вход маломощного компенсационного стабилизатора б посто нного напр жени подключен к выходным выводам 5.The pulses are connected to the input terminals 1, and the control input of the low-power compensating constant voltage regulator is connected to the output terminals 5.

Модул тор 10 ширины импульсов по цепи питани подключен к входным выводам 1 стабилизатора, его управл ющий вход - к входным выводам 1 через токоограничива- ющий резистор.The pulse width modulator 10 in the power supply circuit is connected to the input terminals 1 of the stabilizer, its control input to the input terminals 1 through the current limiting resistor.

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени работает следующим образом.The switching voltage regulator operates as follows.

При изменении входного напр жени от минимального до максимального значени пропорционально по сигналу управлени , поступающему на управл ющий вход модул тора 10 ширины импульсов, уменьшаетс длительность положительной полуволны и увеличиваетс длительность отрицательной полуволны импульсов управлени с выхода модул тора 10 ширины импульсов.. Соответственно пропорционально уменьшаетс длительность открытого состо ни транзисторного ключа 7 и .увеличиваетс длительность открытого состо ни транзисторного ключа 8. Поэтому врем провод щего состо ни силового транзистора 2 уменьшаетс , увеличиваетс пауза в формируемом напр жении на рб- мотке трансформатора 3, следовательно, увеличиваетс пауза напр жени , выпр мл емого выпр мителем 4. Таким образом осуществл етс предварительна стабили- ЭЭЩАЯ выходного напр жени при максимальной нагрузке. При уменьшении нагрузки напр жение на выходных выводах 5 стабилизатора стремитс увеличитьс , это приводит к открыванию управл ющего транзистора маломощного компенсационного стабилизатора б посто нного напр жени и к соответствующему уменьшению напр жени на его выходе. В результате напр жение, поступающее через транзисторный ключ 7 на базу силового транзистора 2, уменьшаетс по амплитудному значению. Соответственно по амплитудному значению уменьшаетс напр жение на первичной обмотке трансформатора 3, поскольку первична .обмотка трансформатора 3 (нагрузка) включена по схеме эмиттерного повторител , и в результате напр жение на выходных выводах 5 остаетс неизменным с заданной точностью.When the input voltage changes from minimum to maximum value in proportion to the control signal supplied to the control input of the pulse width modulator 10, the duration of the positive half-wave decreases and the duration of the negative half-wave of the control pulses from the pulse modulator 10 output decreases. Accordingly, the duration decreases proportionally the open state of the transistor switch 7 and. the duration of the open state of the transistor switch 8 is increased. Therefore, the time of the conductive state of the power transistor 2 decreases, the pause in the generated voltage on the transformer 3 transformer 3 increases, consequently, the pause of the voltage rectified by the rectifier 4 increases. Thus, the output voltage is pre-stabilized at the maximum load . When the load decreases, the voltage at the output pins 5 of the stabilizer tends to increase, this leads to the opening of the control transistor of the low-power compensating constant voltage stabilizer and to a corresponding decrease in the voltage at its output. As a result, the voltage applied through the transistor switch 7 to the base of the power transistor 2 is reduced in magnitude. Accordingly, the amplitude value decreases the voltage on the primary winding of the transformer 3, because the primary winding of the transformer 3 (load) is connected according to the emitter follower circuit, and as a result the voltage on the output terminals 5 remains unchanged with a given accuracy.

При открытом состо нии силового транзистора 2 конденсатор шунтирующей конденсаторнр-диодной цепочки 9 зар жаетс через диод, При открытом состо нии транзисторного ключа 8 напр жение с конденсатора шунтирующей конденсаторнодиодной цепочки 9 поступает на переход база-эмиттер силового транзистора 2 с запирающей пол рностью, осуществл формированное закрывание силового транзистора 2 и гарантированное удержание егоWhen the power transistor 2 is open, the capacitor of the shunt capacitor-diode circuit 9 is charged through a diode. When the transistor switch 8 is open, the voltage from the capacitor of the shunt capacitor-diode circuit 9 enters the base-emitter junction of the power transistor 2 with the locking polarity, generated closing the power transistor 2 and guaranteed to hold it

в закрытом состо нии на врем закрытого состо ни управл ющего транзисторного ключа 7.in the closed state at the time of the closed state of the control transistor switch 7.

Эффективность предлагаемого решени состоит в том, что в процессе регулировани осуществл етс изменение времени проводимости силового транзистора 2, а также изменение его активного сопротивлени , т.е. осуществл етс одновременное управление ключевым и линейным режимамиThe effectiveness of the proposed solution consists in the fact that in the process of regulation the change in the conduction time of the power transistor 2, as well as the change in its active resistance, i. key and linear modes are controlled simultaneously

работы силового транзистора 2.the operation of the power transistor 2.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и Импульсный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий силовой транзистор , коллектором соединенный с первымFo rmu l and z o bre and a DC switching voltage regulator containing a power transistor connected to the first by a collector

входным выводом, а эмиттером через первичную обмотку .трансформатора - со вторым входным выводом, вторична обмотка трансформатора через выпр митель с фильтром подключена к выходным выводам, пер° вый транзисторный ключ, соедин ющий базу и эмиттер силового транзистора через конденсатор конденсаторно-диодной цепочки , подключенной параллельно первичной обмотке трансформатора, управл ющий вход первого транзисторного ключа соединен с выходом модул тора ширины импульсов, отличающийс тем, что, с целью улучшени динамических характеристик и повышени функциональной надежности , в него введены компенсационный стабилизатор посто нного напр жени и второй транзисторный ключ с проводимостью , обратной проводимости первого транзисторного ключа, управл ющий входthe input terminal and the emitter through the primary winding of the transformer - with the second input terminal; the secondary winding of the transformer through a rectifier with a filter is connected to the output terminals, the transistor switch that connects the base and the emitter of the power transistor through a capacitor-diode capacitor connected parallel to the primary winding of the transformer, the control input of the first transistor switch is connected to the output of the pulse width modulator, characterized in that, in order to improve the dynamic characteristics stik and increase functional reliability, a compensating constant voltage regulator and a second transistor switch with conduction, inverse conduction of the first transistor switch, control input

второго транзисторного ключа соединен с выходом модул тора ширины импульсов, вход компенсационного стабилизатора по-. сто нного напр жени подключен к входным выводам, выход через второйthe second transistor switch is connected to the output of the pulse width modulator, the input of the compensation stabilizer is. the voltage is connected to the input pins, the output through the second

транзисторный ключ - к базе силового транзистора , а управл ющие входы модул тора ширины импульсов и компенсационного стабилизатора посто нного напр жени подключена соответственно к входным иthe transistor switch is connected to the base of the power transistor, and the control inputs of the pulse width modulator and the compensating constant voltage regulator are connected respectively to the input and

выходным выводам.output pins.

Редактор И.Сегл никEditor I. Segl Nick

Техред М.МоргенталTehred M. Morgenthal

Корректор О.ЧерниProofreader O. Cherni

Заказ 1064ТиражПодписноеOrder 1064 Circulation Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб.. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk emb. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, Gagarin st., 101

Claims

Claim

A pulsed DC voltage stabilizer containing a power transistor connected to the first input terminal by a collector and an emitter through the primary winding of the transformer to the second input terminal, the transformer secondary winding is connected to the output terminals through a filter rectifier, the first transistor switch connecting the base and the power emitter a transistor through a capacitor of a capacitor-diode circuit connected in parallel with the primary winding of the transformer, the control input of the first transistor switch with dinene with the output of the pulse width modulator, characterized in that, in order to improve dynamic characteristics and increase functional reliability, a compensating DC voltage stabilizer and a second transistor switch with conductivity, reverse conductivity of the first transistor switch are introduced into it, the control input of the second transistor switch is connected to the output pulse width modulator, compensation stabilizer input *, constant voltage connected to input terminals, output through a second transistor spanner - to the base of the power transistor and the control inputs of the pulse width modulator and the compensating direct voltage stabilizer connected respectively to the input and output terminals.

. Editor I. Seglyanik Tehred M. Morgenthal Corrector S. Cherni

Order 1064 Circulation Subscription

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5

Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, 101 Gagarin St.