Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1986 года по МПК H02M7/19 

1

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в маломощных источниках питания,предназначенных для работы с интегральными схемами.

Целью изобретения является повышение выходного напряжения преобразователя.

На чертеже представлена принципиальная схема преобраз ователя переменного напряжения в постоянное, содержащая блок 1 вьшрямительных; элементов, сопротивление 2 нагрузки, три конденсатора 3, 4 и 5 и два управляемых ключа 6 и 7. .Блок 1 выпрямительных элементов состоит из двух светодиодов 8 и 9 и обычного выпрямительного диода 10, ключ 6 состоит из МДП-транзистора 11 со встроенным п-каналом и фотодиода 12, а ключ 7 - из МДП-транзистора 13 с индуцированным п-каналом и фотодиода 14. Свето- диоды 8 и 9 оптически связаны с фотодиодами 12 и 14 соответственно.

Переменное напряжение от первичного источника поступает на блок 1, с которого положительное напряжение поступает на одну из обкладок конденсатора 3, которая подключена к одному выводу сопротивления 2 и одному из коммутирующих выводов ключа 6, второй вывод которого соединен с одним из коммутирующих выводов ключа 7 и одной из обкладок конденсатора 5, вторая обкладка которого подключе на к второму выводу нагрузочного резистора 2, одной из обкладок конденсатора 4 и к выводу блока 1, с которого поступает отрицательное напряжение. Вторые обкладки конденсаторов 3 и 4 соединены между собой и подклю чены к второму коммутирующему выводу ключа 7 и общей клемме первичного ис точника. Одна клемма первичного источника подключена к катоду диода 10 и к анодам светодиодов 8 и 9 блока 1, катоды которых соединены с одним выводом сопротивления 2 и стоком МДП-транзистора 11, затвор которого соединен с катодом фотодиода 12, анод которого соединен с истоком и подложкой МДП-транзистора 11, стоком МДП-транзистора 13 и с одной из обкладок конденсатора 5, другая обкладка которого соединена с анодом диода 10. .Другая (общая) клемма первичного источника подключена к истоку и подложке МДП-транзистора 13 и

773202

катоду фотодиода 14, анод которого соединен с затвором МДП-транзистора 13.

При положительной полуволне вход5 ного напряжения ключ 6 разомкнут, а ключ 7 замкнут. При отрицательной полуволне ключи изменяют свои состояния на противоположные. Такие состояния ключей 6 и 7 осуществляются с

10 помощью световых сигналов .светодиодов 8 и 9. При отрицательной полуволне входной ток может протекать только по диоду 10. В этом случае МДП- транзисторы находятся в своих исход15 ных состояниях (МЦП-транзистор 11 открыт, а МДП-транзистор 13 закрыт), поскольку напряжения между их истоками и затворами практически равны нулю. При положительной полуволне

20 входного напряжения ток протекает через параллельно включенные светодиоды 8 и 9 и заряжает конденсатор 3. В этом случае кванты света, испускае- алые светодиодами 8 и 9, попадают HaJ

25 фотодиоды 12 и 14 и генерируют в них вентильное напряжение. Поскольку вентильное напряжение на фотодиоде 12 знаком минус приложено к затвору МДП-транзистора 11, то он закрывается (ключ 6 переходит в разомкнутое состояние), а вентильное напряже ние на фотодиоде 14 знаком плюс приложено к затвору МДП-транзистора 13, поэтому он открывается (ключ 7 переходит в замкнутое состояние).

30

35

I

Блок 1 совместно с конденсаторами 3 и 4 образует преобразователь (выпрямитель) с удвоением напряжения. Первая отрицательная полуволна входного напряжения заряжает конденсатор 4, а положительные полуволны заряжают конденсатор 3. Поскольку конденсаторы 3 и 4 включены последовательно, то на сопротивлении нагрузки 2

возникает напряжение, близкое к удвоенной величине амплитуды входного напряжения.При всех последующих отрицательных полуволнах входного напряжения через замкнутый ключ 6 из последовательно включенных конденсаторов 3 и 4 своим суммарным напряжением заряжает конденсатор 5. При положительных полуволнах через замкнутый ключ 7 уже суммарное напряжение

на конденсаторе 5 подзаряжает конденсатор 4. Таким образом, на нагрузочном сопротивлении 2 напряжение нарастает и даже с учетом потерь превьшгает удвоенную величину амплитуды входного напряжения.

Для успешной работы преобразователя необходимо использовать МДП- транзисторы с напряжением отсечки (пороговым напряжением) меньшим 0,7 В, т.е. меньшим максимальной величины вентильного напряжения кремниевых фотодиодов.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий блок выпрямительных элементов из трех дио дов, один из которых анодом подключен к одному из выводов источника переменного напряжения, цепь нагрузки, два конденсатор а и два управляемых ключа, один из коммутирующих выводов первого ключа подключен к одной обкладке первого конденсатора, а один из коммутирующих выводов второго ключа подключен к второй обкладке первого конденсатора, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения выходного напряжения, в него дополнительно введен третий конденсатор, одна обкладка которого подключена к вторым коммутирующим выводам первого и второго ключей, а вторая обкладка - к аноду третьего диода в блоке выпрямительных элементов, к одному выводу цепи нагрузки

Составитель Л.Устинкина Редактор Л. Повхан Техред Л.Олейиик Корректор Л.Патай

Заказ 6756/53 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

773204

и одной обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого подключена к общему выводу источника переменного- напряжения и.к второй об- 5 кладке первого конденсатора, первая обкладка которого подключена к второму выводу цепи нагрузки, причем в блоке выпрямительных элементов третий диод катодом подключен к анодам 0 первого и второго диодов, которые включены параллельно друг другу, являются светодиодами и катода; 1и под- | ключены к второму выводу цепи на грузки, а ключи вьшолнены на МДПs транзисторах сh -каналами, между затвором и истоком каждого из которых включено по одному дополнительно введенному фотодиоду, оптически связанному со светодиодом, первьй ключ

0 выполнен на МДП-транзисторе со

встроенным каналом и к его затвору подключен катод первого фотодиода, а второй ключ - на МДП-транзисторе с индуцированным каналом и к его. затво5 ру подключен анод второго фотодиода, подложки ЩП-транзисторов соединены со своими источками, первьм коммутирующим выводом первого ключа является сток, а вторым - исток НДП-тран0 зистора со встроенным каналом, первым коммутирующим выводом второго ключа является исток, а вторым - сток ЩП-транзистора с индуцированнь м каналом.

Изобретение относится к электротехнике и может быт1ь использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральными схемами. Цель изобретения - повышение выходного напряжения. Устройство содержит блок выпрямительных элементов (ББЭ) 1, сопротивление нагрузки 2, конденсаторы 3, 4, 5 и управляемые ключи 6, 7. БВЭ 1 состоит из светодиодов 8, 9 и диода 10. Ключ 6 состоит из ОДП-транзистора 11 со встроенным п-каналом и фотодиода 12, оптически связанного со светодиодом 8. Ключ 7 состоит из ВДП-транзистора 13с индуцированным п-каналом и фотодиода 14, оптически связанного со светодиодом 9. БВЭ 1 совместно с конденсаторами 3, 4 образует выпрямитель с удвоением напряжения. Дальнейшее увеличение напряжения обеспечивается благодаря использованию дополнительного конденсатора 5, фотодиодов 12 14и попеременной работе ключей 6,7, которые при отрицательных полуволнах входного напряжения позволяют зарядить конденсатор 5 суммарным напряжением конденсаторов 3, 4, которое при положительных полуволнах входного напряжения подзаряжает конденсатор 4. Это приводит к повышению выходного напряжения. 1 ил. § (Л