Бестрансформаторный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания, преобразующих постоянное напряжение первичного источника в более высокое постоянное напряжение.

Известны повышающие бестрансформаторные преобразователи, содержащие умножитель напряжения на основе вентильно-конденсаторной цепочки, в которых частота перезаряда плеч умножителя задается отдельным генератором 1 и 2 .

Не/1остаток известных преобразователей заключается в том, что при изменении числа каскадов умножения частоту генератора необходимо корректировать для получения оптимального режима работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий умножитель напряжения на основе вентильно-конденсаторной цепочки и задающий симметричный мультивибратор. При заданных величинах емкостей конденсаторов в плечах цепочки, число каскадов умножения и токе заряда плеч цепочки существует определенная оптимальная

частота работы мультивибратора,при которой достигается максимальное значение умноженного выходного напряжения 3 .

Однако в процессе эксплуатации, например, при изменении температуры, вследствие ухода номиналов емкостей конденсаторов, частота задающего генератора не является оптимальной,

10 что приводит к изменению уровней выходного напряжения. Кроме того,каждый новый образец требует индивидуальной подстройки частоты генератора из-за разброса емкостей конден15саторов .

Цель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения и упрощение настройки путем автоматической установки оптимальной частоты

20 преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем мультивибратор и умножитель напряжения, выполненный на основе

25 вентильно-конденсаторной цепочки, указанный мультивибратор выполнен в виде RS-триггера, каждый выход которого соединен с одним из входов через последовательно соединенные

30 буферный каскад и компаратор, а конденсаторные плечи умножителя напряжения соединены с выходами буферных каскадов. На фиг.1 -изображена структурная схема преобразователя; на фиг.2 форма импульсов напряжения в плечах вентильно-конденсаторной цепочки. Преобразователь содержит компараторы 1 и 2, подключенные ко входам RS-триггера 3, буферные выходные каскады 4 и 5, с помощью которых формируются импульсные последователь ности и, и перезаряда конденсаторных плеч 6 и 7 умножителя напряжения 8, общий вывод 9. Преобразователь работает следующи образом. В одном из устойчивых состояний RS-триггера 3 первое плечо б умножителя 8 (вход и) посредством буферног каскада 4 соединено с общим выводом 9. Конденсаторы второго плеча 7 (вход и) умножителя 8 заряжаются от буферного каскада 5. При достижении определенного уровня напряжения,уста навливаемого компаратором 2, RS триг гер 3 переключается в другое устойчи вое состояние. При этом через буферный каскад 4 начинается заряд перво го конденсаторного плеча 6 (вход U) умножителя напряжения 8, а второе плечо 7 (вход U) соединяется с обще шиной 9 посредством буферного каска да 5. При достижении уровня напряжения, устанавливаемого компаратором 1, триггер 3 переходит на свое первоначальное состояние. Далее процесс повторяется. Форма импульса (скорость заряда и разряда конденсаторных плеч б и 7 определяется буферными каскадами 4 и 5. При заряде от источника Toka и мгновенном разряде, форма импульсов имеет вид, показанный на фиг.2. Выходное напряжение Ugj,ix умножите ля напряжения 8 зависит от амплитуд напряжения и частоты импульсов, пер заряда конденсаторных плеч 6 и 7 цепочки. С ростом частоты уменьшае ся внутреннее сопротивление цепочки и следовательно растет выходное напряжение преобразователя. При превышении некоторой оптимально частота Ugbix начинает уменьшаться, так как конденсаторные плечи 6 и 7 не успевают заряжаться до заданного значения амплитуды напряжения. Таким образом, максимальное выходное напряжение умножителя 8 достигается при некоторой оптимальной частбте. Такому оптимальному процессу соответствует определенная форма импульсов (фиг.2). Для частот преобразования выше и ниже оптимальной,форма импульсов-принимает вид, показанный на фиг.2 пунктирными линиями. Частота колебаний системы определяется параметрами цепочки умножителя напряжения 8 (величиной емкости конденсаторов и числом каскадов умножения), током заряда конденсаторов и уровнями напряжения, до которых требуется заряжать конденсаторы, При изменении любого из этих параметров частоты работы предложенного преобразователя автоматически подстраивается до оптимальной. Изобретение позволяет повысить стабильность выходного напряжения и реализовать преобразователь по технологии полупроводниковых интегральных схем, а автоматическая установка частоты работы преобразователя ведет к упрощению настройки и повышению технологичности изготовления. Формула изобретения Бестрансформаторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий мультивибратор и умножитель напряжения, выполненный на основе вентильно-конденсаторной цепочки, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения и упрощения настройки, упомянутый мультивибратор выполнен в виде RS-триггера, каждый выход которого соединен с одним из входов через вновь введенные последовательно соединенные буферный каскад и компаратор, а конденсаторные плечи умножителя напряжения подключены к выходам буферных каскадов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании W 2010604, кл. Н 02 М 3/10, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 526991, кл. Н 02 М 3/335, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР 301796, кл. Н 02 М 5/00, 1971.

g/ffMA

риг.2