CS261583B1

CS261583B1 - Excitation stage wiring, especially for pulse power supply

Info

Publication number: CS261583B1
Application number: CS868638A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Stefl
Original assignee: Stefl Jiri
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS863886A1

Abstract

Jednoduchý budicí stupen s minimálními náklady na stavební prvky, s možností pulsního snímání zatěžovacího proudu a s možností zjištění poruchového stavu řídicího obvodu pulsního napájecího zdroje, bez nutnosti zvláštních ochranných obvodů. Vý zapojení je první napájecí.^svorka (+UB) připojena jednak přes snímací odpor (Rl) na výstupní pracovní svorku (K), jednak přes emitorový odpor (R2) na emitor snímacího tranzistoru (T2), jehož báze je připojena na vstupní řídicí svorku (IR), na bázi budicího tranzistoru (TI) a pres pomocný odpor (R3) na výstupní pracovní svorku (K). Kolektor snímacího tranzistoru (T2) je připojen přes omezovači kolektorový odpor (R4)zna výstupní kontrolní svorku (OS), která je přes pracovní kolektorový odpor (R5) připojena na druhou napájecí svorku (-0V), emitor budicího tranzistoru (TI) je připojen na výstupní pracovní svorku (K). Kolektor budicího tranzistoru (TI) je připojen na výstupní budicí svorku (B).A simple excitation stage with minimal costs for components, with the possibility of pulse sensing of the load current and with the possibility of detecting the fault state of the control circuit of the pulse power supply, without the need for special protection circuits. The first supply terminal (+UB) is connected via a sensing resistor (Rl) to the output working terminal (K), and via an emitter resistor (R2) to the emitter of the sensing transistor (T2), whose base is connected to the input control terminal (IR), to the base of the excitation transistor (TI) and via an auxiliary resistor (R3) to the output working terminal (K). The collector of the sensing transistor (T2) is connected via a limiting collector resistor (R4) to the output control terminal (OS), which is connected via a working collector resistor (R5) to the second supply terminal (-0V), the emitter of the excitation transistor (TI) is connected to the output working terminal (K). The collector of the excitation transistor (TI) is connected to the output driving terminal (B).

Description

Vynález se týká zapojení budicího stupně, zejména pro pulsní napájecí zdroj se snímáním proudu.The present invention relates to an excitation stage connection, in particular for a pulsed power supply with current sensing.

Pro realizaci pulsních napěťových zdrojů jsou vedle budicích stupňů potřebné ochranné obvody pro omezení maximální hodnoty výstupního proudu. PĚdevším tyto ochranné obvody značně komplikují, vzhledem k nutnosti použití operačních zesilovačů, celkovou strukturu pulsních zdrojů. Při požadavku na jednoduchost pak bývají pulsní. zdroje konstruovány bez ochranných obvodů, čímž roste riziko jejich zničení.In order to realize pulse voltage sources, in addition to the excitation stages, protective circuits are required to limit the maximum value of the output current. Above all, these protective circuits complicate the overall structure of the pulse sources, due to the necessity of using operational amplifiers. When simplicity is required, they are usually pulsed. power supplies are designed without protective circuits, which increases the risk of their destruction.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení budicího stupně, zejmé na pro pulsní napájecí zdroj podle vynálezu, jehož postatou je, že první napájecí svorka je připojena jednak přes snímací odpor na výstupní pracovní svorku, jednak přes emitorový odpor na emitor snímacího tranzistoru, jehož báze je připojena na vstupní řídicí svorku, na bázi budicího tranzistoru a přes pomocný odpor na výstupní pracovní svorku, kolektor snímacího tranzistoru je připojen přes omezovači kolektorový odpor na výstupní kontrol ní svorku, která je přes pracovní kolektorový odpor připojena na druhou napájecí svorku, emitor budicího tranzistoru je připojen na výstupní pracovní svorku, kolektor budicího tranzistoru je připojen na výstupní budicí svorku.These disadvantages are eliminated by the connection of an excitation stage, in particular for the pulse power supply according to the invention, which is characterized in that the first supply terminal is connected via a sensing resistor to an output working terminal and via an emitter resistor to an emitter of a transistor whose base is connected to an input control terminal, based on excitation transistor and via auxiliary resistor to output working terminal, collector of transistor transistor is connected via collector resistor to output control terminal, which is connected via working collector resistor to second power terminal, exciter transistor emitter is connected to output the working terminal, the exciter transistor collector is connected to the output excitation terminal.

Výhodou zapojení budicího st upne, zejména na pulsní napájecí zdroj,podle vynálezu,je jeho jednoduchost, minimální náklady na stavební prvky, možnost pulsního snřmání zatěžovacího prou du a možnost zjištění poruchového stavu řídicího obvodu pulsního napájecího zdroje bez nutnosti zvláštních ochranných obvodů.The advantage of wiring the excitation station, in particular to the pulse power supply according to the invention, is its simplicity, minimum cost of building components, the possibility of pulse loading of the load current and the possibility of detecting a fault condition of the control circuit of the pulse power supply.

Příklad zapojení budicího stupně, zejména pro pulsní napájecí zdroj, podle vynálezu^je znázorněn na připojeném výkrese, na němž obr. 1 představuje schéma zapojení budicího stupně,An example of a drive stage connection, particularly for a pulse power supply, according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a diagram of the drive stage connection,

261 583 obr. 2 časový průběh v zapojení budicího stupně, obr. 3 schéma zapojení pulsního napájecího zdroje.261 583 fig. 2 time diagram of excitation stage connection, fig. 3 diagram of pulse power supply connection.

Kladná napájecí svorka +UB je připojena přes snímací odpor Rl na výstupní pracovní svorku K (obr. 1). Kladná napájecí svorka +UB je dále připojena přes emitorový odpor R2 na emitor snímacího tranzistoru T2 typu pnp, jehož báze je připojena na vstupní řídicí svorku IR, na bázi budicího tranzistoru TI typu pnp a přes pomocný odpor R3 na výstupní pracovní svorku K. Kolektor snímacího tranzostoru T2 je připojen přes omezovači kolektorový odpor R4 na výstupní kontrolní svorku OS, která je přes pracovní kolektorový odpor R5 připojena na zápornou napájecí svorku -0V. Emitor budicího tranzistoru TI je připojen na výstupní pracovní svorku K. Kolektor budicího tranzistoru TI je připojen na výstupní budicí svorku B. Je zřejmé, že místo tranzistorů typu pnp lze použít tranzistorů typu npn po příslušné úpravě napájení .Positive power terminal + UB is connected via output resistor R1 to output working terminal K (Fig. 1). The positive + UB terminal is connected via an emitter resistor R2 to the emitter of pnp transistor T2, whose base is connected to the IR input terminal, pnp excitation transistor T1, and via the auxiliary resistor R3 to the output terminal K. The transistor T2 is connected via a collector limiting resistor R4 to an output control terminal OS, which is connected to a negative -0V supply terminal via a working collector resistor R5. The exciter transistor TI is connected to the output terminal K. The exciter transistor TI is connected to the output terminal B. It is clear that npn transistors can be used instead of pnp transistors after appropriate power adjustment.

V konkrétním zapojení pulsního napájecího zdroje dle Obr. 3 je použito budicího stupně BS dle vynálezu. Kladná napájecí svorka +UB budicího stupně BS je připojena na kladnou napájecí svorku +U neznázorněného zdroje a na kladný napájecí vstup +UŘ řídicího obvodu ŘO. Záporná napájecí svorka -0V budicího stupně BS je připojena na zápornou napájecí svorku -U neznázorněného zdroje a na záporný napájecí vstup -OŘ řídicího obvodu Ř0_t dále na anodu rekuperační diody Dl, na jeden vývod filtračního kondenzátoru Cl a přes zatěžovací odpor R7 na zpětnovazební vstup IU řídicího obvodu ŘO, jehož řídicí výstup OR je připojen na vstupní řídicí svorku IR budicího stupně BS. Výstupní pracovní svorka K budicího stupně BSpřipojena na kolektor výkonového tranzistoru VT typu npn, jehož emitor je připojen na katodu diody Dl a přes pracovní indukčnost LI na druhý vývod filtračního kondenzátoru Cl a na zpětnovazební vstup IU řídicího obvodu ŘO. Výstupní budicí svorka B budicího stupně BS je připojena na bázi výkonového tranzistoru VT a přes pomocný odpor R6 na katodu rekuperační diody Dl.In the particular embodiment of the pulse power supply of FIG. 3, the drive stage BS according to the invention is used. The positive supply terminal + UB of the BS excitation stage is connected to the positive supply terminal + U of the power supply unit (not shown) and to the positive supply input + UR of the MA control circuit. The negative power supply terminal of the driver stage -0V BS is connected to the negative supply terminal -U not shown source and the negative power input of the control circuit -OR R0 _t further anode wheeling diodes Dl, to one terminal of filter capacitor Cl and across the load resistor R7 in the feedback input IU of the control circuit of the MA, whose control output OR is connected to the input control terminal IR of the excitation stage BS. The output operating terminal K of the excitation stage BS is connected to the collector of a power transistor VT of the npn type, the emitter of which is connected to the cathode of the diode D1 and via the working inductance L1 to the second outlet of the filter capacitor C1 and to the control input. The output driver B of the drive stage BS is connected on the basis of a power transistor VT and via an auxiliary resistor R6 to the cathode of the regenerative diode D1.

Na vstupní řídicí svorku IR jsou přiváděny proudové impulsy, které otevírají budicí tranzistor TI (obr. 1). V době jeho otevření, to je v době tA až tB (obr. 2), je buzen následující výkonový stupeň (obr. 3), kterým protéká plný pracovní proud. Ten protéká rovněž snímacím odporem Rl, na němž vzniká úbytek napětí, úměrný pracovnímu proudu. Napětím přechodu báze-emitor budí3The current input terminal IR receives current pulses that open the excitation transistor T1 (Fig. 1). At the time of opening, i.e. at times tA to tB (FIG. 2), the following power stage (FIG. 3) is energized through which the full working current flows. It also flows through the sensing resistor R1, which generates a voltage drop proportional to the operating current. The base-emitter transition voltage wakes3

261 583 čího tranzistoru. TI je kompenzováno prahové napětí přechodu báze-emitor snímacího tranzistoru T2, takže snímacím tranzistorem T2 protéká proud, určený jeho editorovým odporem R2 a úbytkem napětí na snímacím odporu Rl. Na pracovním kolektorovém odporu R5 a tím i na výstupní kontrolní svorce OS tedy vzniká úbytek napětí přímo úměrný pracovnímu proudu, protékajícímu snímacím odporem Rl. Není-li na vstupní řídicí svorce IR přiveden budicí proud v době tB až tC, je budicí tranzistor T2 rozepnut a snímacím odporem Rl neprotéká proud, nebot je rozepnut i následující výkonový stupeň (obr. 3). Pomocným odporem R3 je určen klidový stav budicího tranzistoru TI i snímacího tranzistoru T2. Vzhledem k rozepnutí snímacího tranzistoru T2 je na výstupní kontrolní svorce OS nulové napětí. Vznikají zde tedy impulsy s amplitudou přímo úměrnou pracovnímu proudu, protékajícímu snímacím odpórem Rl, a to pouze v okamžicích, daných vstupní řídicí svorkou IR. Omezovači kolektorový odpor R4 omezuje výstupní proud obvodu a amplitudu výstupního napětí v poruchových stavech. Pokud v důsledku poruchového stavu teče proud snímacím odporem Rl i mimo dobu vybuzení budicího proudu a dosáhne-li úbytek na snímacím odporu Rl prahovou hodnotu napětí báze-emitor snímacího tranzistoru TI, pak se na výstupní kontrolní svorce OS objeví nenulová výstupní hladina, kterou lze využít k vyhodnocení poruchového stavu.261 583 whose transistor. T1 is compensated for the base-emitter threshold voltage of the transistor T2, so that the current determined by its editor resistor R2 and the voltage drop across the transistor T2 flows through the transistor T2. Thus, a voltage drop directly proportional to the operating current flowing through the sensing resistor R1 occurs at the working collector resistor R5 and thus at the output control terminal OS. If the field current tB to tC is not applied to the input control terminal IR, the field effect transistor T2 is open and current does not flow through the sensing resistor R1, since the next power stage is also off (Fig. 3). The auxiliary resistor R3 determines the idle state of the excitation transistor T1 and the transistor T2. Due to the opening of the sensing transistor T2, there is zero voltage at the output control terminal OS. Thus, pulses with an amplitude directly proportional to the operating current flowing through the sensing resistor R1 occur only at the moments given by the input control terminal IR. The limiting collector resistor R4 limits the output current of the circuit and the amplitude of the output voltage in fault conditions. If, due to a fault condition, the current flows through the sensor resistor R1 beyond the excitation current and the voltage drop across the sensor resistor R1 reaches the base-emitter voltage threshold T1, then a non-zero output level appears at the output control terminal OS. to evaluate the fault condition.

Ve schématu na obr. 3 zaručuje pomocný odpor R6 klidový stav výkonového tranzistoru VT. Jak budicí stupeň BS, tak řídicí obvod ŘO jsou napájeny ze zdroje nestabilizovaného napětí.In the diagram of Fig. 3, the auxiliary resistor R6 guarantees the idle state of the power transistor VT. Both the BS drive stage and the MA control circuit are powered from an unstabilised voltage source.

Z výstupní kontrolní svorky OS jsou přiváděny impulsy, úměrné zatěžovacímu proudu, na kontrolní vstup IP řídicího obvodu ŘO. Pokud jejich amplituda přesáhne hranici nastavenou v řídicím obvodu ŘO, pak řídicí obvod ŘO přejde z režimu stabilizace výstupního napětí do režimu omezování·výstupního proudu. Vlastnosti tohoto režimu závisejí na typu řídicího obvodu ŘO.Pulses proportional to the load current are supplied from the output control terminal OS to the control input IP of the control circuit of the MA. If their amplitude exceeds the limit set in the MA control circuit, then the MA control circuit goes from the output voltage stabilization mode to the output current limitation mode. The characteristics of this mode depend on the type of control circuit of the MA.

Vynálezu lze využít pro pulsní zdroje a pro výkonové spínače s tranzistory, v nichž je potřeba kontrolovat pracovní proud.The invention can be used for pulse sources and for power switches with transistors in which operating current needs to be controlled.

Claims

The excitation stage connection, in particular for a pulse power supply, characterized in that the first supply terminal (+ UB) is connected both via a sensing resistor (R1) to the output working terminal (K) and via an emitter resistor (R2) to the emitter of the transistor ( T2), whose base is connected to the input control terminal (IR), the drive transistor (T1) and via the auxiliary resistor (R3) to the output working terminal (K), the collector of the transistor (T2) is connected via the collector limiter ( R4) to the output control terminal (OS), which is connected to the second supply terminal (-0V) via the working collector resistor (R5), the exciter transistor emitter (Tl) is connected to the output working terminal (K), the exciter transistor collector (Tl) ) is connected to the output driver terminal (B).