Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1990 года по МПК H02M3/07 

1

(21)4453359/24-07

(22)01.07.88

(46) 15.06.90. Бюп. Р 22 (72) В.И.Кичатов и Д.Г.Онышко (53) 621.314.1 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 559345, кл. Н 02 М 3/18, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1408504, кл. К 02 М 3/07, 1987,

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

в качестве источника питания постоянного напряжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Преобразователь состоит из последовательно соединенных генератора импульсов 1 и tn-разрядного счетчика 2, выход которогр соединен с управляющими входами двунаправленных

электронных переключателей (ДЭП) 4,5. Вход ДЭП 4 соединен с источником постоянного напряжения 3, Вход ДЭП 5 соединен с накопительным конденсатором 8. Цепи питания генератора импульсов 1, счетчика 2, ДЭП 4, 5 соединены с шинами внешнего источника постоянного напряжения. Между этими шинами включена конденсаторная цепочка из конденсаторов 6,-6ч, причем конденсатор 6, выполнен в виде последовательно соединенных конденсаторов 7.7Ы. Общие точки соединения конденсаторов 6,-Ьы соединены с выходами ДЭП 4, а общие точки соединения конденсаторов соединены с выходами ДЭП 5. Указанное выполнение устройства обеспечивает с помощью определенного алгоритма коммутации ДЭП 4 и ДЭП 5 как режим умножения, так и режим деления постоянного напряжения на целое и дробное числа. 1 ил.

(Л

с

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания постоянного напряжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Преобразователь состоит из последовательно соединенных генератора импульсов 1 и M-разрядного счетчика 2, выход которого соединен с управляющими входами двунаправленных электронных переключателей (ДЭП) 4, 5. Вход ДЭП 4 соединен с источником постоянного напряжения 3. Вход ДЭП 5 соединен с накопительным конденсатором 8. Цепи питания генератора импульсов 1, счетчика 2, ДЭП 4, 5 соединен с шинами внешнего источника постоянного напряжения. Между этими шинами включена конденсаторная цепочка из конденсаторов 6₁ - 6_N, причем конденсатор 6₁ выполнен в виде последовательно соединенных конденсаторов 7₁-7_N. Общие точки соединения конденсаторов 6₁-6_N соединены с выходами ДЭП 4, а общие точки соединения конденсаторов 7₁-7_N соединены с выходами ДЭП 5. Указанное выполнение устройства обеспечивает с помощью определенного алгоритма коммутации ДЭП 4 и ДЭП 5 как режим умножения, так и режим деления постоянного напряжения на целое и дробное числа. 1 ил.

Is

/

D1

Ч| ч

00

о

,го

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в источниках электропитания микроэлект ронной аппаратуры.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен с входом m-разрядного счетчика 2. Источник 3 постоянного напряжения соединен с входом N-канального двунаправленного электронного переключа- теля 4 с га управляющими входами .(где т 1,2,3...), соединенными с выходами счетчика 2, и с N выходами, где Второй электронный переключатель 5 выполнен также с N выходами и m управляющими входами, соединенными с выходами счетчика 2. Конденсаторная цепочка образована из последовательно соединенных конденсаторов , причем конденсатор 64 выполнен в виде последовательно соединенных конденсаторов 7(- 7N. Общие точки соединения соответствующих пар конденсаторов подключены к выходам переключателя 4, а общие точки соединения соответствующих пар конденсаторов - к выходам переключателя 5, к входу которого подключен накопителный конденсатор 8. Цепи питания генератора 1, счетчика 2, переключателей 4 и 5 и свободные выводы первого и последнего конденсаторов конденсаторной цепочки соединены с общей шиной и с U5 шиной второго (внешнего) источника напряжения (не показан).

Электронный переключатель 5 с накопительным конденсатором 8 и конденсаторами образуют делитель напряжения источника 3.

Устройство работает следующим образом.

Устройство может функционировать в режимах умножения-деления напряжения источника 3 и деления напряжения внешнего источника (внешней сети).

Для перевода устройства в режим умножения-деления необходимо кратковременно подключить к клеммам цепочк конденсаторов ц внешний источник с напряжением N, где V1 - нал ряжение источника 3. При этом начинают работать генератор 1 и счетчик 2, на та выходах которого формируются

г-

10

20

jj 25

30

35

4Q

45

50

55

сигналы управления электронными пе- реключателями 4 и 5. По i-му (,N) сигналу входы электронного переключателя 4 соединяются с соответствующими выводами и источник напряжения 3 оказывается подключенным к i-му конденсатору 6, который заряжается до напряжения и,, С приходом очередного импульса от генератора i счетчик 2 переходит в (i+1)-e состояние, в соответствии с которым электронный переключатель 4 подключает источник напряжения 3 к (i-H)-My конденсатору 6. В результате осуществляется последовательный подзаряд цепочки конденсаторов 6. Поскольку конденсаторы соединены последовательно, то происходит умножение напряжения U на N. Одновременно с помощью второго электронного переключателя 5 и накопительного конденсатора 8 осуществляется деление напряжения U, на составном конденсаторе 6(. После завершения переходных процессов внешний источник напряжения может быть отключен, так как питание генератора, счетчика и электронных переключателей осуществляется от умноженного напряжения источника 3, равного U,1 N. При этом на конденсаторах 7 формируется поделенное напряжение источника 3.

Если источник 3 напряжения используется в качестве резервного, то при наличии напряжения внешней сети устройство работает в режиме деления напряжения внешней сети. В этом режиме источник 3 напряжения с помощью электронного переключателя 4 последовательно подключается к элементам емкостного делителя и подзаряжается до напряжения При отключении внешней сети устройство автоматически переходит в режим автономного умножения-деления напряжения источника 3.

Как в режиме умножения-деления, так и в режиме деления внешней сети с помощью электронного переключателя 5 осуществляется последовательное периодическое подключение накопительного конденсатора 8 к конденсаторам 7 составного конденсатора 6,. В результате обеспечивается выравнивание напряжений на конденсаторах 7. Поскольку на конденсаторе 6, напряжение равно Ug/N, то на каждом из конденсаторов 7 формируется напряжение .

Ug/N.

5f

Для получения напряжения с амплитудой U, (г + 1) достаточно снять нап- 1 N

ряжение с цепочки из 1 последовательно соединенных конденсаторов 6 и п конденсаторов 7.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает как формирование сетки напряжений, кратных напряжению первичного источника, так и формирование напряжений, равных напряжению первичного источника, умноженному на дробный коэффициент. При этом умножение напряжения осуществляется с ис- пользованием минимального числа конденсаторов емкостного накопителя.

Кроме того, уменьшение числа конденсаторов в емкостном накопителе позволяет повысить КПД преобразовате- ля, поскольку от их числа зависит мощность преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий первый источник постоянного напряжения, к выходу которого подключен вход первого N-канального двунаправлен ого электронного переключателя, где N-2 , выполненного с п управляющими входами, соединенными с соответствующими выходами m-разрядного счетчика, входом подключенного к выходу генератора импульсов,и N выходами, цепочку

Q 5

0

5

0

5

7306

из последовательно соединенных конденсаторов, общая точка соединения каждой пары которых подключена к соответствующему одному из N выходов указанного двунаправленного электронного переключателя, и второй источник постоянного напряжения, к выходным тинам которого, одна из которых является общей, подклкгчены входные цепи питания генератора импульсов, т-раз- рядного счетчика, первого N-канального двунаправленного электронного переключателя, а также- соответственно свободные выводы первого и последнего конденсаторов указанной цепочки, от- отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно введен второй электронный переключатель с накопительным конденсатором, подключенным к его вхояу, а первый конденсатор указанной конденсаторной цепочки выполнен в виде N последовательно соединенных конденсаторов, общая точка соединения каждой пары которых подключена к соответствующему одному из N выходов второго электронного переключателя, го управляющие входы которого соединены с соответствующи- ми тч управляющими входами первого переключателя и с соответствующими выходами n-разрядного счетчика, а его цепь питания подключена к соответствующим выходным шинам второго источника постоянного напряжения.