Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/23 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования Б качестве источника «торичного электропитания с емкостным накопителем для импульсной нагрузки.

Цель изобретении - повышение КПД преобразователя,

Из чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит трансформатор 1, выпрямитель 2, конденсатор 3, нагрузку 4, два МДП-транзистора 5 и 6 с индуцированным п-каналом, схему управления и два диода 8 и 9 с барьером Шоттки, Трансформатор 1 имеет не менее двух обмоток: первичную ь; вторичную. Первый входной вывод для подключения источника входного напряжения подключен к истокам МДП-транзисторо 5 к 6 w катоду диода 9. Второй входной вывод подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора 1, второй вывод которого подключен к стокам МДП-трэнзисторов 5 и 6 и катоду диода 8. Аноды диодов 8 и 9 подключены к подножкам МДЛ-транзисторов 5 и 6, затворы которых подключены к выходному выводу схзмы 7 угфааяения. Крайние выводы вторичной обмотки трансформатора 1 подключены к входные эыводам выпрямителя 2, между выходным ЙЫРОДШЗ которого и выводом от средней точки зторичной обмотки. трансформатора 1, образующих выходные выводы, включены параллельно друг другу конденсатор 3 и нагрузка 4.

Выпрямитель 2 может быть выполнен по любой схеме, Конденсатор 3 выполняет Функции емкостного накопителя энергии, 8 качестве нагрузки 4 могут быть использованы различные устройства и элементы. Схема 7 управления обычно содержит RC-гемератор я .может быть выполнена по любой схеме, Схема 7 должна обеспечивать на своем выходе двухполяриые импульсы управления.

Преобразователь работает следующим образом.

При положительной полуволке входного напряжения МДП-транэисгоры 5 и 6 открыты при поступление на их ззтооры положительных импульсов со схемы 7 управления. Включение диода 9 обеспечивает на подложках МДП-транзмсторов 5 м 6 практически потенциал их истоков, так что токи через их p-n-переходы не протекают. Ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора 1, определяется только состояниям (открытое или закрытое) МДП- транзиетороэ 5 и 6,

При отрицательной полуволне входного напряжения МДП-транзисторы 5 и 6 открыты при поступлении на их затворы положительных импульсов, а закрыты при

поступлении отрицательных импульсов со схемы 7 управления, Для того, чтобы МДП- транзисторы 5 и 6 были надежно закрыты, необходимо подать на их затворы отрицательные импульсы, которые по абсолютной

величине не были бы меньше значений отрицательного входного напряжения. Обычно амплитуда импульсов выбирается равной амплитуде входного напряжения преобразователя, С помощью диода 8 устраняется

протекание тока через p-n-переход сток - подложка, Поскольку диоды 8 и 9с барьером Шоттки имеют меньшее напряжение пятки, чем p-n-переходы исток - подложка и сток - подложка МДП-транзисторов 5 и 6,

т.е. меньше, чем кремниевые диоды, то отсутствуют инжекционные процессы в МДП- трамзисторах. Так, прямое падение напряжения на диоде 8 составляет примерно 0,2 В, а напряжениет1ятки р-п-переходов

сток - подложка МДП-транзисторов 5 и 6 vQ.S В. Таким образом, к переходу сток - подложка оказывается приложено напряжение меньше, чем напряжение пятки (0,2 8), т.е. он не смещается в прямом направлении и через него практически не протекает ток.

Частота управляющих импульсов, поступающих на затворы МДП-транзисторов 5 и 6, должно быть много больше частоты

входного напряжения. В результате за одну полуволну входного напряжения ток через первичную обмотку трансформатора 1 протекает многократно.

Сигналы вторичной обмотки трансфорштора 1 преобразуются выпрямителем 2 в пульсирующее однополярное напряжение, поступающее на емкостной накопитель 3 энергии. При подключении (зажигании) нагрузки 4 происходит разряд конденсатора 3

на нагрузку.

Снижение сопротивления потерь в преобразователе достигается за счет устранения входного выпрямителя и фильтра, а также использования параллельного включения МДП-транзисторов 5 и 6, количество которых в зависимости от конкретных технических требований может быть увеличено. Отсутствие выпрямителя и фильтра на входе устройства улучшает массогабаритные показатели. Минимальная рабочая частота трансформатора 1 лишь на величину частоты входного напряжения меньше частоты управляющих импульсов схемы 7, которая может достигать единицу мегагерц.

Таким образом, за счет снижения потерь преобразования повышается КПД, а также улучшаются массогабаритные показатели преобразователя.

Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй входные выводы для подключения источника питания, трансформатор, к крайним выводам вторичной обмотки которого подключен вход выпрямителя, причем вывод от средней точки вторичной обмотки и выход выпрямителя образуют выходные выводы для подключения нагрузки, между которыми включен конденсатор, а также два МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, схему управления, выход которой подключен к затвору первого МДП-транзистора, и два диода, первый из которых като- дом подключен к стоку первого

МДП-транзистора, а второй катодом подключен к первому входному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в качестве диодов использованы диоды с барьером Шоттки, аноды которых обьединены в общую точку, подключенную к подложкам обоих МДП-транзисторов, исток каждого из которых подключен к первому входному выводу, причем первичная обмотка трансформатора одним выводом подключека к второму входному выводу, а другим - к истоку каждого из МДП-транзисторов,, затворы которых соединены между собой.

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания с емкост- ным накопителем для импульсной нагрузки. Цель изоборетения - повышение КПД. Устройство состоит из трансформатора 1, вторичная обмотка которого с выпрямителем 2 и конденсатором 3 образуют схему выпрямления, к выходу которой подключена нагрузка 4. Два диода 8,9с барьером Шоттки соединены между собой анодами и к точке их соединения подключены подложки МДП-транзисторов 5, 6 с индуцированными n-каналами. Катод диода 8 соединен с одним из выводов первичной обмотки трансформатора 1 и со стоками транзисторов 5, 6. Катод диода 9 соединен с истоками транзисторов 5, 6 и с первым входным выводом для подключения источника питания. Блок 7 управления выходом соединен с затворами транзисторов 5, 6. Свободный вывод первичной обмотки трансформатора 1 соединен с вторым входным выводом. Использование диодов с барьером Шоттки и указанное соединение элементов устройства позволяют улучшить массогабаритные показатели, за счет исключения из входных цепей выпрямителя и фильтра использовать минимальную рабочую частоту трансформатора, которая лишь на величину частоты входного напряжения меньше частоты управляющих импульсов блока 7 управления , и тем самым снизить потери преобразования. 1 ил. о 00 CJ Л со fcj v