Умножитель постоянного напряжения

 

УМНОЖИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий транзисторные коммутирующие ключи, первый из которых эмиттером, а каждый из остальных через токоограничивающий резистор базой подключены к первому входному выводу для подключения одной из шин источника питающего напряжения , зарядные конденсаторы, каждый из которых, кроме последнего, включен между коллектором предыдущего и эмиттером последующеготранзисторных коммутирующих ключей, зарядные диоды, каждый из которых, кроме последнего , анодом подключен к.общей . ft ;i-L& А ffoточке соединения соответствующих конденсаторов и эмиттера транзисторного коммутирующего ключа, а катоды всех зарядных диодов подключены к первому входному выводу, выходной конденсатор, включенный параллельно выходным выводам и одной обкладкой подключенный через дополнительный зарядный диод к общей точке соединения анода последнего зарядного диода и одной обкладки последнего зарядного конденсатора, другая обкладка которого соединена с коллектором последнего транзисторного коммутирующего ключа, отличаю щийс я тем, что, с целью повышения КПД в него дополнительно введены транзисторные зарядные ключи, кол (Л лекторно-эмиттерный переход каждого из которых включен между вторым вход-ным выводом для подключения другой шины источника питающего напряжения i и общей точкой соединения соответствующих коллектора транзисторного коммутирующего ключа и зарядного конденсатора , а база через дополнительно введенные токозадающие резисторы соединена с управляющим входом и базой первого транзисторного коммутирующего ключа. e/J УЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11);

3(51) Н 02 М 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ и 4

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

»М» »» Ф

Вуги

Н АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3516425/24-07 ,(22) 01.12.82 (46) 07.02.84. Бюл. Р 5 (72) В.И.Глухов, В.П.Чехонин и О.M.Ãëóõoâà (71) Истринское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (53) 621.314.54(088.8) (56I 1. Авторское свидетельство СССР

М 299916, кл. Н 02 М 3/10, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 253174, кл. Н 02 M 7/10, 1970.

3. "Электроника", 1970, )) 5, с. 83. (54) (57) УМНОЖИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий транзисторные коммутирующие ключи, первый иэ которых эмиттером, а каждый из остальных через токоограничивающий резистор базой подключены к первому входному выводу для подключения одной иэ шин источника питающего напряжения, зарядные конденсаторы, каждый из которых, кроме последнего, включен между коллектором предыдущего и эмиттером последующего транзисторных коммутирующих ключей, зарядные диоды, каждый иэ которых, кроме последнего, анодом подключен к .общей точке соединения соответствующих конденсаторов и эмиттера транзистор- ного коммутирующего ключа, а катоды всех зарядных диодов подключены к первому входному выводу, выходной конденсатор, включенный параллельно выходным выводам и одной обкладкой подключенный через дополнительный заряднь|й диод к общей точке соединения анода последнего зарядного диода и одной обкладки последнего зарядного конденсатора, другая обкладка которого соединена с коллектором последнего транзисторного коммутирующего ключа, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения

КПД в него дополнительно введены транзисторные зарядные ключи, коллекторно-эмиттернь1й переход каждого из которых включен между вторым вход-. ным выводом для подключения другой шины источника питающего напряжения и общей точкой соединения соответст- Я вующих коллектора транзисторного коммутирующего ключа и зарядного конденсатора, а база через дополнительно введенные токозадающие резисторы соединена с управляющим входом и базой первого транзисторного коммутирующего ключа.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания для устройств, требующих различногo по величине напряжения питания.

Известна схема, например преобра. зователь постолнного напряжения, содержащая двухтактный автогенератор, выполненный на транзисторах с траHc форматором и выпрлмител1,, выполненный на диодном мосте с конденсат<3ром. Пзрвичные обмотки промежуто«ного трансформатора включены между коллекторами транз,còîðîâ и крайними выводами первичной обмотки выходного трансформатора (1 ). )5

Недостатками данной схемы являются низкий КПД и болыоие габариты, связанные с наличием трансформатора.

Известен удвоитель постоянного

20 напряжения, который =содержит два диода, соеди« енных последователь««о и включенных между накопительнь1м конденсатором и источником питания, зарядно-разрядный конденсатор, ключ

25 и блоки1«г-генератор. Коллектор транзистора блокинг-генератора соединен с эмиттером ключевого транзистора непосредстве««но, с базой — через одну из обмоток блокиHг — Tрансформа— тора, а разрядно-зарлдным конденсатором через другу«о обмотку блокиьгтрансформатора. Коллск.ар ключевсгo транзистора подключен к одному из зажимов источника ««итания (2 ).

Недостатками ;:тройства являют- 35 ся сравнитель«<о низкий КПД, боль««ие габариты, связанные с наличием трансформатора, и «!евозможность работы в микрорежимах, так как на перемагничивание трансформатора 4О требуется дополнительный расход энергии.

Наиболее близк««м к предлагаемому является ум;1ожитель постолнного напряжения, содержащий транзисторные коммутирующие ключи, I.opâûé из которых эмиттером, 3 I<«iждый из остальных через токоогра«!;!<;«.дающий резистор базой подкл«ачены к первому входному выводу для подключения одной из шин источника питающего напряжения, зарядные i

ДИОДЫ < К аМ<Д«1Й И 3 I< 0 i OPЬ1Х < КРОМЕ ПОследнего, анодом подключен к общей точке соединения cooò!Iåòc i íó«où÷õ конденсаторов и эмиттера транзисторного коммутируоо;егo ключа, а катоды 60 всех зарядных диодов годключен I «< первому входному выводу, выходной конденсатор, включенный параллельно выходным выводам и о. ной обкладкой покл«оченный через дополнительный 6< заряднь<й ДИОД к Общей точке соеди»ения анода последнего зарядного диода и одной обкладки последнего зарядного конденсатора, другая обкладка которого соединена с коллектором последнего транзисторного коммутирующего ключа L3 3 .

Однако в момент, когда открыты ключевые транзистор«-, накопительные емкости частично разрлжаютсл через зарядные резисторы и на них происходит рассеивание энергии. В то же время через зарядные резисторы протекает ток от источника питания, вследствие чего происходит дополнительное рассеивание энергии. Все это существенно уменьшает КПД устройства.

Цель изобретения — повышение КПД у< тройстна при одновременном сохранении высоких весогабаритных характеристик.

Поставленная цель достигается тем„ что в умножитель постоянного напряжения, содержащий транзисторные коммутирующие ключи, первый из которых эмиттером, а каждый из остальных через токоограничивающий резистс>р базой подключень> к первому входному выводу для подключения одной из ши«1 источника питающего напряжения„ зарядные конденсаторы, каждый из которых, кроме последнего, включен между коллектором предыдущего и эмиттером последующего транзисторньх коммутирующих ключей, зарядные диоды, каждь«й из которых, кроме

Iiocëåä«Iå ãО, анодом подключе н к общей точке соединения соответствующих конденсаторов и эмиттера транзисторного коммутирующего ключа, а катоды всех зарядных диодов подкл«очены к первому входно.».у выводу, выходной конденсатор, <1ключенн«,1й параллельно выходнь«м вь1водам и одной обкладкой подкл«оче««ный чере 3 дополнительный зарядный диод к общей точке соединения анода последнего зарядного конденсатора„ другая обкладка которого соединена с коллектором последнего транзисторного коммутирующего кл«оча„ дополнительно введены транзисторные заряднь<е ключи, коллекторно-эмиттерный переход каждого из которых включен между вторым вход«пом выводом для подключения другой ши»и источника питающего напряжения и об«лей точкой соединения соотгетству«ощих коллектора транзистор««огo коммутиру«ощего ключа и зарядного конденсатора, а база через дополнительно введенные токозадающи= ре- зи.сторы соединена с управляю- щи»< входом и базой первого транзисторного коммутирующего ключа.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого умножителя постоянного напряжения, сост<3я* 1072217

Составитель Л, Устинкина

Редактор M. Янович Техред Ж.Кастелевич Корректор И. Эрдейи

Заказ 141/49 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, У(-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щего из трех каскадов и тем самым увеличивающего напряжение на выходном конденсаторе по сравнению с напряжением питания в три раза.

Умножитель состоит из транзисторных коммутирующих ключей 1,2 и 3, транзисторных зарядных ключей 4,5 и б, зарядных конденсаторов 7,8 и 9, зарядных диодов 10, 11 и 12, дополни.тельного зарядного диода 13, выходного конденсатора 14 и токозадающих 10 резисторов 15-20.

Эмиттер транзисторного коммутирующего ключа 1, катоды зарядных диодов 10,11 и 12 и базы транзисторных коммутирующих ключей 2 и 3 через токозадающие резисторы 19 и 20 подключены к входному выводу 21 для подключения одной из шин источника питающего напряжения. Выходной конденсатор 14 подключен параллельно выходным выводам 22 и 23 и через дополнительный зарядный диод 13 соединен с анодом зарядного диода

12 и одной обкладкой конденсатора 9, другая обкладка которого соединена с коллектором транзисторного коммутирующего ключа 3. Зарядные конденсаторы 7 и 8 включены между коллектором и эмиттером соответствующих транзисторных коммутирующих ключей

1,2 и 3. Анод зарядного диода 10 соединен с эмиттером транзисторного коммутирующего ключа 2, а анод зарядного диода 11 соединен с эмиттером коммутирующего ключа 3. Каждый из транзисторов зарядных ключей 4.

5 и б коллекторно-эмиттерным переходом включен между вторым входным ! выводом 24 и общей точкой соединения транзисторных коммутирующих клю- 4Р чей и зарядных конденсаторов 1,7,2,8 и 3,9 соответственно, а базы ключей

4,5 и б через соответствующие токозадающие резисторы 15-18 соединены с управляющим входом 25 и базой транзисторного коммутирующего ключа.

Умножитель постоянного напряжения работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе транзисторного коммутирующего ключа 1 транзисторные зарядные ключи

4-6 открыты и через их транзисторы и зарядные диоды 10-12 происходит заряд конденсаторов 7-9 до величины напряжения питания. С приходом импульса управления U äð транзисторы ключей 4-6 закрываются, транзистор ключа 1 открывается и конденсатор 7 начинает разряжаться по цепи: коллекторно-эмиттерный переход тран.зисторного коммутирующего ключа 1 базо-эмиттерный переход транзисторного коммутирующего ключа 2 — токозадающий резистор 19, вызывая этим отпирание транзисторного коммутирующего ключа 2. В свою очередь отпирание ключа 2 вызывает подобным образом отпирание транзисторного коммутирующего ключа 3. В результате зарядные конденсаторы 7-9 оказываются соединенными последовательно и подключаются параллельно конденсатору 14, заряжая er-> до величины, равной трем напряжениям питания.

Таким образом, из-за отсутствия катушки индуктивыости предлагаемый умножитель можно выполнить в виде интегральной схемы и, кроме того, не требуется дополнительного зарядного устройства, необходимого для подзарядки аккумуляторов, в связи с использованием в предлагаемой схеме батарей "Крона".

Изобретение имеет по сравнению с базовым объектом более высокое значение КПД (примерно на 203) и возможность преобразования в более высокое значение выходного напряжения(до 50 В в предлагаемом устройстве и до 22 В в известном).