Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральными схемами. Цель изобретения - повышение КПД путем увеличения выходного напряжения. Устройство состоит из трех выпрямительных элементов,два из которых светодиоды 1 и 2 оптически связаны с фотодиодами 6 и 7,трех конденсаторов 11,12 и 15 и четырех МДП-транзисторов 13, 14,16 и 17. МДП-транзистор 13 с встроенным -п-каналом и МДП-транзистор 17 с индуцированным , р-каналом выполняют функции коммутационного ключа, так же, как и ЩП-транзистор 14 с индуцированным п-каналом с МДП-транзистором 16 с встроенным р-каналом. С помощью коммутационных ключей на М/Щ-транзисторах конденсаторы 11 и 12 периодически меняются местами, что приводит к снижению потерь энергии и повышению выходного напряжения. Преобразователь является маломощным и предназначен для работы на высокоомную нагрузку. Его преимущества особенно ярко проявляются при работе с низковольтными первичными источниками. Коммутационная часть преобразователя может быть реализована в виде интегральной схемы . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51)4 H 02 М 7 25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ij

)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 41 7835 7/31-07 (22) 12.01.87 (46) 07.08.88 Бюл, У 29 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В.Игумнов, В.В,Дрожжев, С.Н.Щербакова и Г.П.Костюнина (53) 621.314.632(088,8) (56) Алексеев О.В.,Китаев В.Е., Шихин А.Я.Электротехнические устройства. — М.: Энергоиздат, 1981, с. 171, рис.6.16.

Авторское свидетельство СССР !

1 1277320, кл. Н 02 M 7/19, 1986. (54) IIPEOBPA30BATEJlb IIEPEMEHHOI 0

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральными схемами. Цель изобретения повьппение КПД путем увеличения выходного напряжения. Устройство состоит из трех выпрямительных элементов,два из которых светодиоды 1 и 2 оптически связаны с фотодиодами 6 и, 7,трех конденсаторов 11,12 и 15 и четырех

МДП-транзисторов 13, 14,16 и 17.

МДП-транзистор 13 с встроенным и-каналом и МДП-транзистор 17 с индуцированным. р-каналом выполняют функции коммутационного ключа, так же, как и МДП-транзистор 14 с индуцированным и-каналом с МДП-транзистором 16 с встроенным р-каналом ° С помощью коммутационных ключей на МДП-транзисторах конденсаторы 11 и 12 периодически меняются местами, что приводит к снижению потерь энергии и повьппению выходного напряжения. Преобразователь является маломощным и предназначен для работы на высокоомную нагрузку.

его преимущества особенно ярко про- С являются при работе с низковольтными первичными источниками. Коммутацион- 2 ная часть преобразователя может быть реализована в виде интегральной схемы. 1 ил.

1415378

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральными схемами.

Цель изобретения — повышение КПД путем увеличения выходного напряжения °

На чертеже представлена принципиальная схема устройства. 10

Преобразователь содержит три выпрямительных элемента: светодиоды 1 и 2 и диод 3. Объединенные аноды светодиодов 1 и 2 подключены к катоду диода 3 и первому входному выводу 4.Вто-15 рой входной вывод 5 соединен с катодом фотодиода 6, оптически связанного со светодиодом 1. Фотодиод 7,оптически связанный с светодиодом 2, анодом подключен к объединенным като- 20 дам светодиодов 1 и 2 и первому выходному выводу 8 для подключения нагрузки 9. Второй выходной вывод 10 образован анодом диода 3 и объединенными обкладками конденсаторов 11 25 и 12. Свободная обкладка конденсатора 12 подключена к стоку первого

МДП-транзистора 13 с встроенным п-каналом и стоку второго МДП-транзистора 14 с индуцированным п-каналом. 30

Исток транзистора 13 подключен к аноду фотодиода 7, а его затвор— к катоду фотодиода 7. Исток транзистора 14 соединен с катодом фотодиода 6, а его затвор — с анодом фото" диода 6. Конденсатор 15 включен между катодами светодиодов 1 и 2 и выводом 5. Третий МДП-транзистор 16 с встроенным р-каналом затвором соединен с затвором транзистора 14, сто- 40 ком — со свободной обкладкой конденсатора 11 и со стоком четвертого

Mls-транзистора 17 с индуцированным р-каналом. Исток транзистора 16 соединен с истоком транзистора 14. Затво- 45 ры транзисторов 13 и 17 объединены так же, как и их стоки.

Преобразователь работает следующим образом.

Переменное напряжение от первичного источника поступает на входные выводы 4 и 5. При положительных полуволнах входного напряжения, протекает ток в светодиодах 1 и 2, они вы" свечивают кванты света, которые поступают на фотодиоды 6 и 7 и генери55 руют в них вентильное напряжение.

Знаком "минус" вентильное напряжение с фотодиода 7 поступает на эатворы MlUI-транзисторов 13 и 17, закрывая

1ЩП-транзистор 13 н открывая МДПтранзистор 17. Знаком "плюс" вентильное напряжение с фотодиода 6 поступает на затворы МДП-транзисторов 14 и 16, открывая МДП-транзистор 14 и закрывая МДП-транзистор 16. Таким образом, МДП-транзисторы выполняют функции коммутационных ключей.

При отрицательных полуволнах входного напряжения токи в светодиодах

1 и 2 не протекают и МДП-транзисторы 13,14,16 и 17 находятся в своих исходных состояниях.

При наличии первой положительной ъ полуволны входного напряжения в основном будет заряжаться лишь конденсатор 15 (через светодиоды 1 и 2) до напряжения, близкого к амплитуде входного напряжения U . Затем при

8К появлении отрицательной полуволны входного напряжения через диод 3 и

МДП-транзистор 16 будет заряжаться конденсатор !1 тоже до напряжения U

Вх

При этом конденсаторы 15 и 11 оказываются включены последовательно, и через МДП-транзистор 13 станут заряжать конденсатор 12 до напряжения, близкого к 2U „,.

При появлении следующей положительной полуволны входного напряжения открытый I1lIII-транзистор 14 включит последовательно с конденсатором 15 конденсатор 12, а закрытый МДП-транзистор 16 отключит конденсатор 11.

При этом на последовательном соединении конденсаторов 15 и 12 будет уже иметь место напряжение 3U (беэ учефх та потерь), которое будет теперь заряжать конденсатор 11 через открытый

МДП-транзистор 17. Прохождение последующих полуволн входного напряжения будет приводить к дальнейшему увеличению выходного напряжения, пока потери в устройстве не уравновесят этот процесс.

Для успешной работы преобразователя необходимо испольэовать МДПтранзисторы с напряжением отсечки (пороговым напряжением) )П !а0,7 В, т.е. меньшим максимальной величины вентильного напряжения, которое для кремниевых фотодиодов величина порядка 0,7 В. Преобразователь является маломощным и предназначен для работы на высокоомную нагрузку. Еro преимущества особенно ярко проявляются при работе с низковольтными

Составитель Горохов

Техред А.Кравчук Корректор А.Тяско

Редактор Г.Гербер

Заказ 3882/53

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Гаушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 14153 первичными источниками. Коммутационная часть преобразователя может быть реализована в виде интегральной схемы, 5 формулаиэобретения

Преобразователь переменного напрякения в постоянное, содержащий три выпрямительных элемента, два иэ кото- 1О рых являются светодиодами и включены параллельно, а третий выполнен в виде диода и своим катодом подключен к первому входному выводу и анодам светодиодов, два фотодиода, оптически связанных каждый со своим светодиодом, причем катод первого фотодиода соединен с затвором первого МДП-транзистора со встроенным п-каналом, исток которого подключен к первому выходному выводу, катодам светодиодов и аноду первого фотодиода, а анод второго фотодиода соединен с затвором второго МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, сток которого под- 25 ключен к стоку МДП-транзистора со встроенным п-каналом, а исток — к

78

4 катоду второго фотодиода и второму входному выводу, и три конденсатора, первый из которых соединен первой обкладкой с катодом второго фотодиода, а второй обкладкой — с катодами светодиодов, второй и третий конденсаторы первой обкладкой подключены к аноду укаэанного диода и второму выходному выводу, причем второй конденсатор второй обкладкой соединен со стоками указанных МДП-транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, путем увеличения выходного напряжения, дополнительно введены третий и четвертый МДП-транзисторы, причем третий

МДП-транзистор с встроенным р-каналом подключен затвором к аноду второго фотодиода, а истоком - 3c катоду того же фотодиода, четвертый МДПтранзистор с индуцированньм .р-каналом затвором подключен к катоду первого .фотодиода, а истоком — к аноду того же фотодиода, и стоки указанных МДП-транзисторов соединены с второй обкладкой третьего конденсатора.