SU849168A1

SU849168A1 - Stabilized dc power supply source (its versions)

Info

Publication number: SU849168A1
Application number: SU792782727A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Бриурош; Игорь Александрович Гафанович; Акмаль Рахматович Ахмедов; Владимир Николаевич Мазуров; Виталий Иванович Кравцов
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Экспе-Риментального Аэрокосмического Прибо-Ростроения
Priority date: 1979-06-14
Filing date: 1979-06-14
Publication date: 1981-07-23

Description

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Изобретение относитс к электрон .ной технике и предназначено дл устройств питани стабилизированным напр жением различной радиоэлектронной аппаратуры. Известен стабилизированный источник питани посто нного напр жени , в котором стабилизаци выходного нап р жени осуществл етс путем сравнени пилообразного напр жени с пос то нным напр жением, выбранным в качестве опорного (этaлoннoro flj Недостатком этого устройства вл етс его малое быстродействие. Кро ме тог.о, выходное напр жение имеет пульсации на частоте генератора напр жени пилообразной формы, поэтому больша часть веса приходитс на долю выходного фильтра. Снижение же га бариггов. выходного фильтра возможно з счет увеличени частоты, что ведет, в свою очередь, к усложнению конструкции генератора напр жени пилообразной фор1« « Наиболее близким к предлагаемому техническим решением вл етс стабилизированный источник питани посто ного напр жени , содержащий генератор пилообразного напр жени в качестве источника эталонного напр же ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) ни , два компаратора с двум входами , чувствительный элемент, входом соединенный с выводами дл подключени нагрузки/ и регулирующий элемент со сглаживающим фильтром на выходе И Недостатком известного устройства вл етс наличие в схеме парафазного усилител и трансформаторного 2-х тактного усилител мощности, что приводит к схемотехнической избыточности и значительному увеличению весогабаритных характеристик. Цель изобретени - разработка стабилизированного источника питани посто нного напр жени , обладающего более простой схемой и уменьшенными габаритами. Указанна цель достигаетс тем, что стабилизированный источник питани посто нного Iнапр жени , содержащий генератор ,пилообразного напр жени , источник напр жени , два компаратора с двум входами, чувствительный элемент, входом соединенный с выводами дл подключени нагрузки, и регулирующий элемент со сглаживающим фильтром на выходе, снабжен логической схемой ИЛИ, входами соединенной с выходами компараторов один вход(54) STABILIZED POWER SUPPLY The invention relates to electronic engineering and is intended for stabilized voltage supply devices of various electronic equipment. A stabilized constant-voltage power supply is known, in which the stabilization of the output voltage is accomplished by comparing the saw-tooth voltage with the measured voltage chosen as the reference voltage (standard floro flj) The disadvantage of this device is its low speed. o, the output voltage has a ripple at the frequency of the sawtooth voltage generator, so most of the weight falls on the output filter. Frequency, which in turn leads to a complication of the voltage generator design of the sawtooth form. The closest to the proposed technical solution is a stabilized DC power source containing a sawtooth voltage generator as a source of the reference voltage of a CONSTANT VOLTAGE ( HIS OPTIONS), two comparators with two inputs, a sensing element, an input connected to the terminals for connecting the load / and a regulating element with a smoothing filter at the output AND A known device is the presence of a paraphase amplifier and a transformer 2-stroke power amplifier in the circuit, which leads to circuit redundancy and a significant increase in weight and size characteristics. The purpose of the invention is the development of a stabilized constant voltage power source with a simpler circuit and smaller dimensions. This goal is achieved by the fact that a stabilized constant-voltage power source containing a generator, a sawtooth voltage, a voltage source, two comparator with two inputs, a sensing element connected to the terminals for connecting the load, and a regulating element with a smoothing filter at the output , is equipped with a logic circuit OR, inputs connected to the outputs of the comparators one input

аждого из которых соединен с выхоом генератора пилообразного напр ени , который использован в качесте источника эталонного напр жени , а другой - с соответствующим из выходов чувствительного элемента, причем выход схемы ИЛИ соединен с управл ющим входом регулирующего элемента .Each of which is connected to the output of the sawtooth generator, which is used as a source of reference voltage, and the other to the corresponding output of the sensing element, and the output of the OR circuit is connected to the control input of the regulating element.

В случае использовани в многоканальном источнике и схема ИЛИ, и генератор пилообразного напр жени снабжены дополнительными выходами.When used in a multichannel source, both the OR circuit and the sawtooth generator are provided with additional outputs.

В другом варианте стабилизированного источника питани посто нного напр жени генератор пилообразного напр жени использован в качестве чувствительного элемента, причем его выход соединен с первыми входами компараторов , а источник эталонного напр жени выполнен с двум выходами -; соединенными со вторыми входами ком- параторов , выходы которых соединены со входами схемы ИЛИ, выходом .соединенной с управл ющим входом регулирующего элемента.In another embodiment of a stabilized DC power source, a sawtooth voltage generator is used as a sensing element, with its output connected to the first inputs of the comparators, and the source of the reference voltage is provided with two outputs -; connected to the second inputs of the compressors, the outputs of which are connected to the inputs of the OR circuit, the output connected to the control input of the regulating element.

На фиг.1 представлена функциональна схема стабилизированного источника питани посто шого напр жени (первый вариант); на фиг.2 диаграммы , по сн ющие работу этого устройства; на фиг.З - схема чувствительного элемента; на фиг.4 - функциональна схема стабилизированного источника питани посто нного напр жени с использованием в качестве регулирующего элемента системы с многофазным коммутатором на входе; на фиг.5 - функциональна схема предлагаемого устройства (второй вариант).Fig. 1 shows a functional diagram of a stabilized DC power supply (the first option); Fig. 2 are diagrams illustrating the operation of this device; on fig.Z - diagram of the sensitive element; Fig. 4 is a functional diagram of a stabilized constant-voltage power supply using, as a regulatory element, a system with a multiphase input switch; figure 5 is a functional diagram of the proposed device (the second option).

Согласно первому варианту (фиг.1) тройство содержит компараторы 1 и 2, обща точка соединени которых подключена к генератору 3 пилообразного напр жени , а другие входы - к чувствительному элементу 4, выполненному в виде схемы приведени уровн (фиг.З), схему ИЛИ 5, подключенную к выходам компаратора 1 и 2 и к регулирующему элементу 6, св занному с выходным сглаживающим фильтром 7, который подключен к чувствительному элементу 4.According to the first variant (Fig. 1), the trio contains comparators 1 and 2, the common connection point of which is connected to the sawtooth generator 3, and the other inputs to the sensing element 4, made in the form of a leveling circuit (Fig. 3), OR circuit 5 connected to the outputs of the comparator 1 and 2 and to the regulating element 6 connected to the output smoothing filter 7 which is connected to the sensitive element 4.

.2 показаны диаграммы напр жени , где:.2 shows voltage diagrams, where:

Уд - выход генератора напр жени Od - voltage generator output

, , пилообразной формы 3;, sawtooth 3;

и,- - один выход чувствительногоand, - - one output sensitive

. элемента 4;. element 4;

Чй - другой выход чувствительного элемента 4; Chy - another output of the sensitive element 4;

Up - выход компаратора 1;Up is the output of comparator 1;

,и А - вТ:1ХОд компаратора 2;, and A - VT: 1HOD of the comparator 2;

Ug - выход схемы ИЛИ.Ug is the output of the OR circuit.

Чувствительный элемент 5, выполненный в виде схемы приведени уровн , состоит из транзисторов 8 и 9 и резисторов 10-14. Базы транзисторов 8 и 9 соединены через резистор 12,The sensing element 5, made in the form of a leveling circuit, consists of transistors 8 and 9 and resistors 10-14. The bases of transistors 8 and 9 are connected through a resistor 12,

причем точка соединени базы транзистора 8 и резистора 12 вл етс входом схемы. Резистор 13 вл етс эмиттерной нагрузкой транзистора 8. Последовательно соединённые резисторы - 10 и 11, вл ющиес коллекторным Делителем напр жени ,.в точке соединени представл ют собой выход напр жени i g (фиг. 2). Резистор 14 вл етс эмиттерной нагрузкой транзистораmoreover, the connection point of the base of the transistor 8 and the resistor 12 is the input of the circuit. Resistor 13 is the emitter load of transistor 8. Series-connected resistors 10 and 11, which are a collector voltage divider, at the connection point represent the output voltage i g (Fig. 2). Resistor 14 is the emitter load of the transistor

- 9, а точка соединени с ним - выходом напр жени Ug . - 9, and the connection point with it is the voltage output Ug.

Стабилизированный источник питани посто нного напр жени работает следующим образом.The stabilized constant-voltage power supply operates as follows.

Сигнал с генератора 3 Напр жени Signal from Generator 3 Voltage

5 пилообразной формы подаетс на общую точку соедин ени входов компараторов 1 и 2, на другие входы поступает сигнал с чувствительного элемента 4 .. Последний при йэЦенении выходного напр жени источника питани вырабатывает изменени напр жений на своих выходах таким образом, что они пропорциональны изменению выходного напр жени источника питани ,Saw-shaped 5 is applied to the common connection point of the inputs of Comparators 1 and 2, the other inputs receive a signal from the sensing element 4. The latter, when evaluating the output voltage of the power supply, produces voltage variations at its outputs so that they are proportional to the output voltage change. source of nutrition

5 равны по величине, но противоположны по знаку (т.е. изменение выходного напр жени чувствительного элемента вызывает также изменение напр жений на его выходах л у Д щп 5 are equal in magnitude but opposite in sign (i.e., a change in the output voltage of the sensing element also causes a change in the voltages at its outputs

0 (A efeix-,) (AUg..xa Ь а д Ug, -дивы11а 0 (A efeix-,) (AUg..xa b and d Ug, divs11a

Таким образом, осуществл етс формирование напр жени каждым,из компараторов 1 и 2, причем один из них формирует это напр жение по отношению к верхней, а другой по отношению к нижней вершине пилообразного напр жени , выбранного в этом варианте в качестве опорного-и поступающего с генератора 3.Thus, the voltage is formed by each of the comparators 1 and 2, one of which forms this voltage with respect to the upper and the other with respect to the lower apex of the saw-tooth voltage, chosen in this variant as the reference and incoming from generator 3.

0 Следовательно, нанр жени с выходов компараторов 1 и 2 оказываютс сдвинутыми друг относительно друга на 180 по фазе и поступают на соответствующие входы схемы ИЛИ 5, чтоTherefore, the outputs from the outputs of the comparators 1 and 2 are shifted relative to each other by 180 in phase and fed to the corresponding inputs of the circuit OR 5, which

f приводит к удвоению частоты выходного напр жени схемы ИЛИ 5 и частоты работы регулирующего элемента б по отношению к частоте работы генератора 3. Со схемы ИЛИ 5 сигнал посту- , пает на регулирующий элемент б, а затем на выходной фильтр 7.f leads to a doubling of the frequency of the output voltage of the circuit OR 5 and the frequency of operation of the regulating element b relative to the frequency of operation of the generator 3. With the circuit of OR 5, the signal goes to the regulating element b, and then to the output filter 7.

Изменение выходного напр жени bMf. ° цепи обратной св зи через чувствительный элемент 4 поступает на входы компараторов 1 и 2 и вызывает изменение скважности импульсов на их выходах (следовательно, на выходе схемы ИЛИ 5) таким образом , что выходное напр жение с фильтра 7 возвращаетс к первоначальномуChange the output voltage bMf. The feedback circuit through the sensing element 4 is fed to the inputs of comparators 1 and 2 and causes a change in the duty cycle of the pulses at their outputs (therefore, at the output of the OR circuit 5) so that the output voltage from the filter 7 returns to the original

уровню.level.

На фиг.4 показано использование в качестве регулирующего элемента системы с многофазным коммутатором на входе стабилизированного источника питани посто нного напр жени ,Figure 4 shows the use as a regulatory element of a system with a multiphase switch at the input of a stabilized DC power supply,

где в многофазном коммутаторе с 15...,15f, - каналы регули1)овани , 16 - схема формировани управл ющего си1гнала TI 17 - силова .часть.where in a multiphase switch with 15 ..., 15f, are regulating channels 1), 16 is a control signal formation circuit TI 17 is a power part.

Тйкой стабилизатор работает следующим образом.Tikoy stabilizer works as follows.

Напр жение, сформированое как по верхней, так и по нижней вершине пилообразного напр жени , с выхода схемыИЛИ 5 (фиг.1) подаетс на вход многофазного коммутатора 15, тактируемого генератором, вход щим в состав схемы формировани (фиг.1), с выхода коммутатора 15 сигнал распредел етс по регулирующим канатам на силовую часть 17.The voltage generated by both the upper and the lower tip of the sawtooth voltage from the output of the OR circuit 5 (Fig. 1) is fed to the input of the multiphase switch 15 clocked by the generator included in the formation circuit (Fig. 1) from the output the switch 15, the signal is distributed along the control lines to the power section 17.

Таким образом, схема управлени многозвенного стабилизатора устойчива по фазе и частоте, позвол ет исключить возможность перегрузки регулирующих элементов в силовой части при изменени х фазовых соотношений многофазной коммутации каналов и ШИМ.Thus, the control circuit of the multilink stabilizer is stable in phase and frequency, eliminating the possibility of overloading the regulating elements in the power section during changes in the phase relationships of multiphase switching of channels and PWM.

Согласно второму варианту (фиг.5) устройство состоит из компараторов 1 и 2, чувствительного элемента, представл ющего собой генератор 3 пилообразного напр жени , амплитуда которого пропорциональна величине напр жени на управл ющем вхрде, 2-х канального источника 18 опорных напр жений, схемы ИЛИ 5, регулирующего элемента 6 и выходного фильтра 7.In the second embodiment (Fig. 5), the device consists of comparators 1 and 2, a sensing element, which is a sawtooth voltage generator 3, whose amplitude is proportional to the voltage on the control voltage, 2-channel reference voltage source 18, circuits OR 5, regulating element 6 and output filter 7.

В этом случае стабилизатор работает следующим образом.In this case, the stabilizer works as follows.

Сигнал с генератора пилообразного напр жени 3 подаетс на первые входы компараторов 1 и 2, на вторые входы этих компараторов подаетс напр жение с 2-х канального источника 18 эталонного напр жени .The signal from the sawtooth generator 3 is applied to the first inputs of comparators 1 and 2, and the second inputs of these comparators are supplied from a 2-channel source 18 of the reference voltage.

Разность напр жений на выходах 2-х канального источника 18 равна минимальному размаху пилообразного напр жени генератора 3, поэтому оди из компараторов формирует управл ющий сигнал по нижней, а другой по верхней вершине .напр жени пилообразной формы. Напр жени с выходов компараторов 1 и 2 подаетс на входы схемы ИЛИ 5, с выходов ее - на управл ющий вход регулирующего элемента б, а затем - на выходной фильт 7. На управл ющий вход генератора 3 поступает напр жение с вывода дл подключени нагрузки фильтра 7. Изменени выходного напр жени привод к изменени м напр жени на управл ющем входе генератора 3, что вызывает изменение амплитуды пилообразного напр жени на управл ющем входе , которое поступает на входы компараторов 1 и 2 и вызывает изменени скважности импульсов напр жени , поступающих на входы схемы ИЛИ 5 и управл ющий вход регулирующего элемента 6.The voltage difference at the outputs of the 2-channel source 18 is equal to the minimum sweep of the sawtooth voltage of the generator 3, therefore one of the comparators generates a control signal along the lower and other along the upper tip of the sawtooth voltage. The voltages from the outputs of comparators 1 and 2 are fed to the inputs of the circuit OR 5, from the outputs of it to the control input of the regulating element b, and then to the output filter 7. The control input of the generator 3 receives voltage from the output to connect the filter load 7. Changes in the output voltage leads to changes in voltage at the control input of the generator 3, which causes a change in the amplitude of the sawtooth voltage at the control input that enters the inputs of the comparators 1 and 2 and causes a change in the duty ratio of the voltage pulses, post Payuschie to the inputs of OR gate 5 and the control input of the regulating member 6.

в этом варианте также возможно использование в качестве регулирующего элемента системы с многофазным коммутатором на входе (фиг.4).In this embodiment, it is also possible to use as a regulatory element of a system with a multi-phase switch at the input (Fig. 4).

Таким- образом, предлагаемый стабилизированный источник питани посто нного напр жени имеет упрощенную (по сравнению с известным) схему за счет исключени парафазного усилител а следовательно, существенно уменьшены его габариты за счет исключе0 ни в схеме трансформатора. Кроме того , такое устройство позвол ет сопр гать схему формировани ШИМ с многофаз ными регулирующими системами, при этом простымиспособами можно до5 битьс синхронизации всей системы , стабилизации напр жени .Thus, the proposed stabilized DC power supply has a simplified (compared to the known) circuit due to the exclusion of a paraphase amplifier and, therefore, its dimensions are significantly reduced due to the exclusion of the transformer in the circuit. In addition, such a device makes it possible to match the PWM generation scheme with multiphase regulating systems, while using simple methods it is possible to achieve synchronization of the entire system, voltage stabilization.

Claims

1.Stabilized DC power supply containing a sawtooth generator, voltage source, two

5 comparator with two inputs, a sensing element, an input connected to the terminals for connecting the load, and a regulating element with a smoothing filter connected to

0 taps for connecting the load, characterized in that, p. In order to simplify and reduce the size of the source, it is equipped with a logical one. OR circuit, the inputs connected

five

with the outputs of the comparators, one input of each of which is connected to the output of the saw-tooth generator, which is used as a source of reference voltage,

0 and the other with the corresponding from the outputs of the sensitive element, and the output of the OR circuit is connected to the control input of the regulating element.

2. Source POP.1, characterized in that, if used in a multichannel source, the OR circuit and the sawtooth generator are provided with additional outputs connected to the corresponding inputs of the input multiphase switch.

3. Stable constant-charge power supply,

5 comprising a sawtooth generator, a reference voltage source, two comparators with two inputs, a regulating element with a filter smoothing by it, connected to a high voltage for connecting the load,

and a sensing element connected to an output for connecting a load, characterized in that, in order to simplify the circuit and reduce its size, it is equipped with

OR logic, as a sensitive element, a sawtooth voltage generator is used, the output of which is connected to the first inputs of the comparators, and the reference voltage source is made with two outputs connected to the second inputs of the comparators whose outputs are connected to the inputs of the OR circuit, output connected to the control the input of the regulating element.

4. The source according to claim 3, characterized in that, if used in a multi-channel source, the OR circuit and the saw-tooth generator are provided with additional outputs connected to the corresponding inputs of the input multi-phase switch.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate number 541160, cl. G 05 F 1/56, 1974.

2. Authors certificate of the USSR 619915, cl. G 05 F 1/56, 1975.

Generator output

S

Bumi

scheme

.or

fJe

Login (rorlibotbl mime

I ".

1 ".f-gh 5

TR / b

7v 7f 11 I 11

i

four

I I {

smoke9 schemes - / m

vmd "; // "Yfv Uf IS

r

Generator output

On vzhod sormromiVaty SHIM

Codecode tewpamopia

US

Output

Skemi

MAICHG

Ua

and.

F

VMD shymribatel shim

Ud

I

FIG. five