Оптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1990 года по МПК H02M7/217 

(21)4426981/31-07«

(22)16.05.88

(46) 15.06.90. Бюл. № 22

(71)Московский институт радиотехники, электроники и автоматики

(72)Д.В.Игумнов, Г.П.Костюнина и И.С . Громов

(53)621.314.632 (088.8)

(56)Игумнов Д.В. и др. Особенности применения оптронов в режиме малых токов. М.: Энергия, 1979, с. 399 рис. 21.

Авторское свидетельство СССР № 1415377, кл. Н 02 М 7/217, 1987.

(54)ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

(57)Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания интегральных схем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение КПД. Между выводами 5 и 10 прикладывается входное переменное напряжение (напряжение первичного источника) UB1 .С вывода 8

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания интегральных схем.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение КПД.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь состоит из оптро- на 1, содержащего светодиод 2 и фотодиод 3, причем катод фотодиода 3 сое(относительно общего вывода 10) сни- мается положительное постоянное напряжение (первый выход преобразователя), а с вывода 6 - отрицательное напряжение (второй выход преобразователя) . Резистор 9 является нагрузкой, а конденсатор 12 - фильтром первого выхода преобразователя. Резистор 7 является нагрузкой, а конденсатор 11- фильтром второго выхода преобразователя. Светодиод 2 с резистором 9 и конденсатором 12 образуют обычный од- нополупериодный выпрямитель, где функции выпрямительного элемента выполняет светодиод 2. При включении нагрузки между выходными выводами б и 8 реализуется удвоенное выходное напряжение. При использовании синусоидального входного напряжения следует строго подходить к выбору параметров элементов схемы, в то время как входной меандр обеспечивает устойчивую и высокоэффективную работу преобразователя без каких-либо дополнительных условий. 1 ил.

динен с затвором МДП-транзистора 4 с встроенным п-каналом. Сток МДП- транзистора 4 соединен с анодом све- тодиода 2 и первым входным выводом 5. Исток МДП-транзистора 4 объединен с его подложкой и подключен к первому выходному выводу 6 и одному выводу первого резистора 7. Катод светодиода 2 подсоединен к второму выходному выводу 8 и одному выводу второго резистора 9. Другие выводы резисторов 7 и 9 объединены и образуют общий вывод

ел

ч

М

оо

1

101.Параллельно первому и второму резисторам 7 и 9 подключены первый и второй конденсаторы 11 и 12 соответственно. Дополнительный МДП-транзис- тор 13 с встроенным р-каналом затвором соединен с подложкой МДП-транзис- тора 4 и анодом фотодиода 3, а его исток и подложка подключены к второму выходному выводу 8. Сток дополнительного МДП-транзистора соединен с катодом фотодиода 3.

Оптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

При положительной полуволне Uex (на выводе 5) протекает ток через светодиод 2, который высвечивает кванты света. Конденсатор 12 заряжается до напряжения, близкого к амплитуде Ubx, которое и является (положительным) напряжением преобразователя. Кванты света со светюдиода 2, поступая на фотодиод 3, работающий в фото- гальваннЧеском (вентильном) режиме, генерируют,в нем вентильное напряжение, знаком минус прикладываемое к затвору МДП-транзистора 4 с п-кана- лом и знаком плюс к затвору МДП- транзистора 13с р-каналом. В результате МДП-транзисторы 4 и 13 закрыты. Таким образом, при положительной полуволне U&5( энергия с входа устройства поступает на выходной вывод 8.

При отрицательной полуволне U вх (на выводе 5) ток через светодиод 2 не протекает и, следовательно, вентильное напряжение на фотодиоде 3 равно нулю. В результате МДП-гранзис- торы 4 и 13 открыты. Через открытый МДП-транзистор 13 положительное напряжение с конденсатора 12 прикладывается к затвору МДП-транзистора 4. Это напряжение формирует открывание МДП-транзистора 4, уменьшая сопротивление его канала. Через открытый МДП- транзистор 4 протекает ток и конденсатор 11 заряжается до напряжения, практически равного амплитуде UM, которое и является (отрицательным) напряжением преобразователя. Таким образом, при отрицательной полуволне энергия с входа устройства поступает на выходной вывод 6. При включении

нагрузки между выходными выводами 6 и 8 реализуется удвоенное выходное напряжение. Номинал фильтрующего конденсатора 12 должен обеспечивать постоянное выходное напряжение (с заданными пульсациями) при минимальном рабочем сопротивлении нагрузки.

Лучшие результаты достигаются ,

когда форма входного напряжения имеет вид меандра (прямоугольная форма Uw), Оптоэлектронный преобразователь работает в широком диапазоне и.

Преобразователь просто реализуется

в интегральном исполнении и может быть основой для разнообразных вариантов преобразовательных устройств и систем. При необходимости в нем можно использовать несколько оптронов

Q при параллельном включении светодио- дов и последовательном включении фотодиодов .

Формула изобретения

5

0

Оптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий оптрон, состоящий из фотодиода и светодиода, причем анод све- тодиода подключен к первому входному выводу и стоку МДП-транзистора, затвор которого подключен к катоду фотодиода, исток соединен с подложкой и подключен к первому выходному выводу и одному.выводу первого резисто5 ра, а катод светодиода подсоединен к второму выходному выводу, одному выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с другим выводом первого резистора и образует об® щий вывод, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения КПД, использован МДП-транзистор со встроенным п-каналом и введены дополнитель4$ ный МДП-транзистор с встроенным р-каналом и два конденсатора, первый из которых включен параллельно первому резистору, а второй - параллельно второму резистору, затвор дополни30 тельного МДП-транэистора подключен к подложке основного МДП-транзистора и аноду фотодиода, сток - к катоду фотодиода, а исток и подложка подключены к второму выходному выводу.

55

Составитель В.Горохов Редактор В.Трубченко Техред М.Ходанич

Корректор О. Кравцова

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания интегральных схем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение КПД. Между выводами 5 и 10 прикладывается входное переменное напряжение (напряжение первичного источника) U_вх. С вывода 8 (относительно общего вывода 10) снимается положительное постоянное напряжение (первый выход преобразователя), а с вывода 6 - отрицательное напряжение (второй выход преобразователя). Резистор 9 является нагрузкой, а конденсатор 12 - фильтром первого выхода преобразователя. Резистор 7 является нагрузкой, а конденсатор 11 - фильтром второго выхода преобразователя. Светодиод 2 с резистором 9 и конденсатором 12 образуют обычный однополупериодный выпрямитель, где функции выпрямительного элемента выполняет светодиод 2. При включении нагрузки между выходными выводами 6 и 8 реализуется удвоенное выходное напряжение. При использовании синусоидального входного напряжения следует строго подходить к выбору параметров элементов схемы, в то время как входной меандр обеспечивает устойчивую и высокоэффективную работу преобразователя без каких-либо дополнительных условий. 1 ил.

Заказ 1520

.Тираж 500

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное