Преобразователь напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M3/07 

Си внешний источник к клемме 14 цепочки конденсаторов 13 и с помощью мультиплексоров 11 и 12 осуществляется последовательный подзаряд первого источника 10 от разных конденсаторов напряжением, равным напряжению источника 10. В режиме умножения от источника 10 через мультиплексоры 10, 12 осуществляется подзаряд конденсаторов 13, При этом элементы устройства питаются от умноженного напряжения. Нагрузка 15 подключается к одной из средних точек цепочки конденсаторов. В этом режиме для компенсации разницы тока разряда конденсаторов, подключенных к

нагрузке и используемых только для формирования напряжения питания самого устройства, осуществляется ускоренный заряд последних конденсаторов и сокращается общий цикл заряда всего накопителя. Начало и конец ускоренного режима заряда выделяются шифраторами 8, 9, которые через триггер 7 и коммутатор яод ключа ют к счетчику 6 генератора 1 непосредственно или через делитель. Сокращение цикла подзаряда конденсаторов выходного накопителя позволяет увеличить токовую нагрузочную способность преобразователя. 2 ил.

Изобретение относится i( электротехнике и может быть использовано в бестрансформаторных источниках питания электронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение выходной мощности в режимеумножения напряжения первого источника на число, меньшее N. Преобразователь содержит источник постоянного напряжения 10, который через двунаправленные мультиплексоры 11 и 12 поочередно подключается к одному из последовательно соединенных конденсаторов 13. Входы управления мультиплексоров объединены и подключены к выходам т-разрядного счетчика 6 и входам дополнительно введенных шифраторов 8 и 9. Выходы шифраторов соединены с входами триггера 7, выходы которого подкл1Ьчены к схеме коммутатора, включающего схемы И 3,4 и схему ИЛИ 5. С помощью коммутатора осуществляется прямое подключение 'генератора 1 к счетчику 6 или через делитель 2. В режиме деления напряжения подключает-у^JLСА>& О4bwСА>&

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бестрансформаторных источниках питания электронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение выходной мощности преобразователя в режиме умножения напряжения.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя: на фиг.2 - диаграмма работы.

Преобразователь содержит генератс 1, к выходу которого подключен делитель 2. Через коммутатор, содержащий схемы И 3 и 4 и схему ИЛИ 5, генератор 1 непосредственно или через делитель 2 подключается к т-разрядному счетчику 6. выходы которого соединены с соответствующими объединенными входами шифраторов 8 и 9 и соответствующими объединенными входами управления N разрядных мультиплексоров 11 и 12. Выходы шифраторов 8 и 9 соединены с установочными входами триггера 7, выходы которого подключены к входам управления коммутатора. Первый источник 10 постоянного напряжения соединен с входами Н-разрядных мультиплексоров 11 и 12, каждый из которых имеет m управляющих входов и N выходов.

Цепочка из последовательно соединенных конденсаторов 13, число которых равно N, где N , включена между выходной шиной 14 и общей шиной. Первый выход мультиплексора 11 соединен с шиной 14. Последний выход мультиплексора 12 соединен с общей шиной. Каждый из оставшихся выходов мультиплексора 11, начиная с второго, соединен с одним из соответствующих оставшиеся выходов, начиная с первогомультиплексора 12 и с одной из общих точек соединения соответствующей пары конденсаторов 13.

Цепи питания генератора 1. делителя 2,

схем И 3 и 4, схемы ИЛИ $, счетчика 6, триггера 7, дешифраторов 8,9 и мультиплексоров 11 и 12 соединены с шиной 14 питания и общей шиной. Между общей шиной и одной из точек соединения конденсаторов 13

включена нагрузка 15.

Генератор 1 и делитель 2 предназначены для формирования тактовых импульсов управления счетчиком 6. Коммутатор на элементах И 3 и4иИЛИ 5 служит для переклюмения частоты тактовых импульсов счетчика 6. Шифраторы 8 и 9 и триггер 7 в зависимости от точки подключения нагрузки 15 к цепочке конденсаторов 13 формируют сигналы переключения копмутатора. Мультиплексоры 11 и 12 осуществляют последовательное и периодическое подключение источника 10 постоянного напряжения к конденсаторам 13.

Преобразователь работает следующим

образом.

П|эи подключении источника внешнего напряжения к шине 14 и общей точке начинает работать генератор 1. Импульсы генератора через схемы И 3 (или через делитель

2 и схему И 4) и ИЛИ 5 поступают на вход Счетчика 6, под воздействием которых он изменяет свои состояния. Шифратор 8 распознает первое, а шифратор 9 К-е состояние счетчика 6.

В первом состоянии счетчика 6 на выходе шифратора 8 появляется сигнал, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Поскольку прямой выход триггера

подключен к одному из входов схемы И 4, то импульсы генератора до К-го такта непосредственно подаются на вход счетчика. На К-м такте срабатывает шифратор 9, который переводит триггер 7 в нулевое состояние.

На инверсном выходе триггера 7 появляется сигнал, который поступает на вход схемы И 3. В результате тактовые импульсы на вход счетчика будут поступать через делитель2„схемуИ Зисхему ИЛИ5.

Таким образом, период переключения счетчика 6 состоит из двух этапов. На первом этапе до К-го состояния счетчик переключается с частотой f генератора 1, а с Kfl-ro - с частотой f/n, где п - коэффициент делителя 2.

С помощью мультиплексоров 11 и ,12, управляемых счетчиком б, первичный источник 10 напряжения последовательно и поочередно подключается к конденсаторам цепочки 13 и подзаряжается от них.

При отключении основного источника устройство автоматически переходит в режим умножения напряжения внутреннего источника 10 и автономного функционирования. В этом режиме от источника 10 осуществляется подзаряд цепочки конденсаторов 13. Причем все элементы устройства получают питание от умноженного напряжения с конденсаторов 13, к одной из К-тых точек соединения которых подключена нагрузка 15. Период подзаряда конденсаторов цепочки 13, подключенных к нагрузке 15, выбирается больше периода подзаряда остальных N-K конденсаторов во столько раз, во сколько раз ток нагрузки превышает ток потребления самого преобразователя. Период подзаряда конденсаторов t определяется из условия допустимой пульсации напряжения на нагрузке

Аи -С

t

in

где Л и- допустимая пульсация напряжения;

1н - ток нагрузки;

С - емкость конденсатора.

Дл:я случая, когда ток в нагрузке }н существенно превышает ток потребления самого преобразователя In, а ли и С-const, перкод подзаряда конденсаторов, подключенных к нагрузке, выбирается больше периода подзаряда остальных конденсаторов.

По токам потребления нагрузки 15 и самого преобразователя определяется коэффициент делителя 2

Таким образом, период подзаряда конденсаторов выбирается пропорщиональным току их разряда, что обеспечивает повышение выходной мощности преобразователя в режиме умножения напряжения. Формула изобретения Преобразователь напряжения, содержащий первый источник постоянного напряжения, генератор, цепочку из N последовательно соединенных конденсаторов, второй источник питания, к выходным шинам которого, одна из которых является общей, подключены цепи питания всех элементов преобразователя, т-разрядный счетчик, где N 2, электронный переключатель в виде первого и второго N-кзнальных двунаправленных мультиплексоров, вход каждого из которых соединен с выходом первого источника постоянного напряжения, причем входы управления мультиплексоров попарно объединены и каждая из общих точек соединения подключена к. соответствующему выходу счётчика, первый выход первого мультиплексора и N-й выход второго мультиплексора соединены соответственно с первой и общей второго источника питания, а каждый из оставшихся выходов, начиная с второго, первого мультиплексора соединен с соответствующим одним из оставшихся выходов, начиная с первого, второго мультиплексора и с общей точкой соединения соответствующей пары конденсаторов цепочки, включенной между выходными шинами второго источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения выходной мощности в режиме умножения напряжения первого источника на число, меньшее N, дополнительно введены делитель частоты, первая и вторая схемы И, схемы ИЛИ, RS-триггер, первый и второй шифраторы, одноименные входы которых объединены и соединены с соответствующими выходами счетчика, выход первого шифратора подключен к S-входу триггера, а выход второго - к R-входу триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первой схемы И, а инверсный - с первым входом второй схемы И, вь1ходы схем И подключены через схему ИЛИ к входу счетчика, при этом выход генератора соединен с вторым входом второй схемы И и через делитель частоты - с вторым входом первой схемы И.