Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быт1ь использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральными схемами. Цель изобретения - повышение выходного напряжения. Устройство содержит блок выпрямительных элементов (ББЭ) 1, сопротивление нагрузки 2, конденсаторы 3, 4, 5 и управляемые ключи 6, 7. БВЭ 1 состоит из светодиодов 8, 9 и диода 10. Ключ 6 состоит из ОДП-транзистора 11 со встроенным п-каналом и фотодиода 12, оптически связанного со светодиодом 8. Ключ 7 состоит из ВДП-транзистора 13с индуцированным п-каналом и фотодиода 14, оптически связанного со светодиодом 9. БВЭ 1 совместно с конденсаторами 3, 4 образует выпрямитель с удвоением напряжения. Дальнейшее увеличение напряжения обеспечивается благодаря использованию дополнительного конденсатора 5, фотодиодов 12 14и попеременной работе ключей 6,7, которые при отрицательных полуволнах входного напряжения позволяют зарядить конденсатор 5 суммарным напряжением конденсаторов 3, 4, которое при положительных полуволнах входного напряжения подзаряжает конденсатор 4. Это приводит к повышению выходного напряжения. 1 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5D4Н02М719

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3860122/24-07 (22) 25.02.85 (46) 15, 1?.86. Бюл. М - 46 (71) Московский институт радиотехники, электротехники и автоматики (72) Д.В.Игумнов, В.В.Дрожжев, Г.П.Костюнина и И,С.Громов (53) 621.314.54(088 ° 8) (56) Приборы и техника эксперимента. 1977, И- 4, с. 199, рис. 10.

Алексеев О.В. и др. Электротехнические устройства. Энергоиздат, 1981, с. 171, рис. 6.16.

Патент Японии 50-216449, кл. Н 02 М 7/19, 1975. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральными схемами. Цель изобретения — повышение выходного напряжения. Устройство содержит блок выпрямительных элементов (БВЭ) 1, сопротивление нагрузки 2, конденсаторы 3, 4, 5 и управляемые ключи 6, 7. БВЭ 1 состоит из светодиодов 8, 9 и диода 10. Ключ

6 состоит из МДП-транзистора 11 со встроенным п-каналом и фотодиода 12, оптически связанного со светодиодом

8. Ключ 7 состоит из МДП-транзистора

13 с индуцированным п-каналом и фотодиода 14, оптически связанного со светодиодом 9. БВЭ 1 совместно с конденсаторами 3, 4 образует выпрямитель с удвоением напряжения. Дальнейшее увеличение напряжения обеспечивается благодаря использованию дополнительного конденсатора 5, фотодиодов 12 3

14 и попеременной работе ключей 6,7, которые при отрицательных полуволнах входного напряжения позволяют зарядить конденсатор 5 суммарным напряжением конденсаторов 3, 4, которое при положительных полуволнах входного напряжения подзаряжает конденсатор 4.

Это приводит к повышению выходного напряжения. 1 ил.

1277320 ными схемами.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральЦелью изобретения является повышение выходного напряжения преобразователя.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в постоянное, содержащая блок 1 выпрямительных элементов, сопротивление 2 нагрузки, три конденсатора 3, 4 и 5 и два управляемых ключа 6 и 7,.Блок 1 выпрямительных элементов состоит из двух

3 светодиодов 8 и 9 и обычного выпрямительного диода 10, ключ 6 состоит из МДП-транзистора 11 со встроенным п-каналом и фотодиода 12, а ключ 7 иэ МДП-транзистора 13 с индуцированным и-каналом и фотодиода 14. Светодиоды 8 и 9 оптически связаны с фотодиодами 12 и 14 соответственно.

Переменное напряжение от первичного источника поступает на блок 1, с которого положительное напряжение поступает на одну из обкладок конденсатора 3, которая подключена к одному выводу сопротивления 2 и одному из коммутирующих выводов ключа

6, второй вывод которого соединен с одним из коммутирующих выводов ключа

7 и одной из обкладок конденсатора

5, вторая обкладка которого подключена к второму выводу нагруэочного резистора 2, одной из обкладок конденсатора 4 и к выводу блока 1, с которого поступает отрицательное напряжение. Вторые обкладки конденсаторов

3 и 4 соединены между собой и подклю чены к второму коммутирующему выводу ключа 7 и общей клемме первичного источника. Одна клемма первичного источника подключена к катоду диода 10 и к анодам светодиодов 8 и 9 блока

1, катоды которых соединены с одним выводом сопротивления 2 и стоком

МДП-транзистора 11, затвор которого соединен с катодом фотодиода 12, анод которого соединен с истоком и подложкой МДП-транзистора 11, стоком МДП-транзистора 13 и с одной из обкладок конденсатора S другая обкладка которого соединена с анодом диода 10.,Другая (общая) клемма первичного источника подключена к истоку и подложке МДП-транзистора 13 и катоду фотодиода 14, анод которого соединен с затвором МДП-транзистора

13.

При положительной полуволне входного напряжения ключ 6 разомкнут, а ключ 7 замкнут. При отрицательной полуволне ключи изменяют свои состояния на противоположные. Такие состояния ключей 6 и 7 осуществляются с помощью световых сигналов светодиодов 8 и 9. При отрицательной полуволне входной ток может протекать только по диоду 10. В этом случае 1ЩПтранзисторы находятся в своих исходных состояниях (МЦП-транзистор 11 открьгг, а МДП-транзистор 13 закрыт), поскольку напряжения между их истоками и затворами практически равны нулю, При положительной полуволне входного напряжения ток протекает через параллельно включенные светодиоды

8 и 9 и заряжает конденсатор 3. В этом случае кванты света, испускаемые светодиодами 8 и 9, попадают на3 фотодиоды 12 и 14 и генерируют в них вентильное напряжение. Поскольку вентильное напряжение на фотодиоде

12 знаком минус приложено к затвору

МПП-транзистора 11, то он закрывается (ключ 6 переходит в разомкнутое состояние), а вентильное напряже ние на фотодиоде 14 знаком плюс приложено к затвору МДП-транзистора 13, поэтому он открывается (ключ 7 переходит в замкнутое состояние).

Блок 1 совместно с конденсаторами

3 и 4 образует преобразователь (выпрямитель) с удвоением напряжения.

Первая отрицательная полуволна входного напряжения заряжает конденсатор

4, а положительные полуволны заряжают конденсатор 3. Поскольку конденсаторы 3 и 4 включены последовательно, то на сопротивлении нагрузки 2 возникает напряжение, близкое к удвоенной величине амплитуды входного напряжения.При всех Последующих отрицательных полуволнах входного напряжения через замкнутый ключ 6 из последовательно включенных конденсаторов 3 и 4 своим суммарным напряжением заряжает конденсатор 5. При положительных полуволнах через замкнутый ключ 7 уже суммарное напряжение на конденсаторе 5 подзаряжает конденсатор 4. Таким образом, на нагрузочном сопротивлении 2 напряжение нарастает и даже с учетом потерь пре1277320 вьш ает удвоенную величину амплитуды входного напряжения.

Для успешной работы преобразователя необходимо использовать МДПтранзисторы с напряжением отсечки (пороговым напряжением) меньшим

О,7 В, т.е. меньшим максимальной величины вентильного напряжения кремниевых фотодиодов.

Формула из обретения

Составитель Л.устинкина

Редактор Л, Повхан Техред Л.Олейник Корректор Л.Патай

Заказ 6756/53 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий блок выпрямительных элементов из трех диодов, один из которых анодом подключен к одному из выводов источника переменного напряжения, цепь нагрузки, два конденсатора и два управляемых ключа, один из коммутирующих выводов первого ключа подключен к одной обкладке первого конденсатора, а один из коммутирующих выводов второго ключа подключен к второй обкладке первого конденсатора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выходного напряжения, в него дополнительно введен третий конденсатор, одна обкладка которого подключена к вторым коммутирующим выводам первого и второго ключей, а вторая обкладка — к аноду третьего диода в блоке выпрямительных элементов, к одному выводу цепи нагрузки " и одной обкладке второ-а конденсатора, вторая обкладка которого подключена к общему выводу источника переменного напряжения и,к второй обкладке первого конденсатора, первая обкладка которого подключена к второму выводу цепи нагрузки, причем в блоке выпрямительных элементов третий диод катодом подключен к анодам первого и второго диодов, которые включены параллельно друг другу, являются светодиодами и катодами подключены к второму выводу цепи нагрузки, а ключи выполнены на МДПтранзисторах с П -каналами, между затвором и истоком каждого из которых включено па одному дополнительно введенному фотодиоду, оптически связанному со светодиодом, первый ключ выполнен на МДП-транзисторе со встроенным каналом и к его затвору подключен катод первого фотодиода, а второй ключ — на МДП-транзисторе с индуцированным каналом и к его, затвору подключен анод второго фотодиода, подложки МДП-транзисторов соединены со своими источками, первым коммутирующим выводом первого ключа является сток, а вторым — исток МДП-транзистора со встроенным каналом, первым коммутирующим выводом второго ключа является исток, а вторым— сток МДП-транзистора с индуцированным каналом.