Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания маломощных интегральных схем. Цель изобретения - повышение КПД. Устройство содержит генератор 1 импульсов, подключенный одним выводом к входному выводу, а вторым - к общей шине, три конденсатора 3-5 и МДП-транзисторы 2, 6, 7, 8, 9. МДП- транзистор 2 выполнен с индуцированным р-каналом, сток и подложка которого подключены к одной обкладке конденсатора 3, а к выходному выводу устройства подключена одна обкладка третьего конденсатора 5, другая обкладка которого подключена к общей шине. МДП-транспорты 6-9 выполнены с индуцированным п-каналом. МДП-транзисторы 6 и 7 своими затворами, стокам и подложками подключены к входному выводу . Первый выход генератора 1 импульсов подключен к другой обкладке конденсатора 3, а его второй выход - к затвору МДП-транзистора 2 и к затвору МДП-транзистора 8, исток и подложка которого подключены к общей шине, а сток - к истоку МДП-транзистора 2 и одной обкладке конденсатора 4, другая обкладка которого поключенэ к истоку МДП-транзистора 7 и затвору, стоку и подложке МДП-транзистора 9, исток которого подключен к выходному выводу, а исток МДП-транзистора 6 подключен к стоку МДП-транзистора 2. Указанное выполнение устройства обеспечивает минимальные потери энергии при заряде конденсаторов . 2 ил, сл Qs W Ј О xj OJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 02 М 3/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4638575/07 (22) 16.01.89 (46) 28.02.91. Бюл, ¹ 8 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В. Игумнов (53) 621;314.1(088.8) (56) Патент Японии ¹ 49 — 6610, кл. Н 02 М 3/14, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1352593, кл. Н 02 М 3/07, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1372523, кл. Н 02 М 3/07, 1988. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания маломощных интегральных схем. Цель изобретения — повышение КПД. Устройство содержит генератор 1 импульсов, подключенный одним выводом к входному выводу, а вторым- к общей шине, три конденсатора

3-5 и МДП-транзисторы 2, 6, 7, 8, 9. МДПтранзистор 2 выполнен с индуцированным

„, Ы„„1631673 А1 р-каналом, сток и подложка которого подключены к одной обкладке конденсатора 3, а к выходному выводу устройства подключена одна обкладка третьего конденсатора 5, другая обкладка которого подключена к общей шине. МДП-транспорты 6 — 9 выполнены с индуцированным п-каналом, МДП-транзисторы 6 и 7 своими затворами, стокам и подложками подключены к входному выводу. Первый выход генератора 1 импульсов подключен к другой обкладке конденсатора

3, а его второй выход — к затвору МДП-транзистора 2 и к затвору МДП-транзистора 8, исток и подложка которого подключены к общей шине, а сток — к истоку МДП-транзистора 2 и одной обкладке конденсатора 4, другая обкладка которого поключена к истоку МДП-транзистора 7 и затвору, стоку и подложке МДП-транзистора 9, исток которого подключен к выходному выводу, а исток МДП-транзистора 6 подключен к стоку

МДП-транзистора 2. Указанное выполнение устройства обеспечивает минимальные потери энергии.при заряде конденсаторов. 2 ил, 1631673 к стоку с подложкой МДП-транзистора 2 и 30 истоку МДП-транзистора 6. Второй выход

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при преобразовании малых постоянных напряжений, например, для цепей питания маломощных интегральных схем.

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 — экспериментальные вольт-амперные характеристики МДП-транзистора 2П904А, включенного по схеме диода, как первый, второй.и четвертый

МДП-транзистор с п-каналом (а),и кремниевого диода Д243Б (б), Устройство содержит генератор 1 импульсов, МДП-транзистор с индуцированным р-каналом 2, три конденсатора 3, 4 и 5, четыре МДП-транзистора 6 — 9 с индуцированным и-каналом. Напряжение положительной полярности от источника входного напряжения . <х подается на затворы, стоки и подложки МДП-транзисторов 6 и 7, а также на оди". вы:-од генератора 1 импульсов, второй вывод которого подключен к истоку с подложкой ЫДП-транзистора 8 и общей шине. Первый выход генератора импульсов

1 подключен к одной обкладке конденсатора 3, другая обкладка которого подключена генератора I импульсов подключен к затворам МДП-транзисторов 2 и 8, К общей шине также одна обкладка конденсатора 5, другая обкладка которого подключена к выходному выводу и истоку МДП-транзистора 9, затвор, сток и подложка которого подключены к истоку МДП-транзистора 7 и одной обкладке конденсатора 4, другая обкладка которого подключена к истоку МДП-транзистора 2 и стоку МДП-транзистора 8.

Схемы генераторов прямоугольных импульсов известны. В предложенном устройстве может быть использован генератор 1, собранный пб схеме мультивибратора, Первый и второй выходы генератора 1 импульсов являются выводами с различных плеч мультивибратора: когда на первом выходе присутствует положительное напряжение (примерно, равное напряжению О х, то на втором выходе напря>кение практически равно нулю, и наоборот. Кроме того, н. мера выходов генератора 1 импульсов могут быть взяты произвольно. Постоянное напряжение U x является напряжением питания для генератора 1 импульсов, МДП-транзисторы 6, 7 и 9 включены по схеме диода, При малом пороговом напряжении Uo этих МДП-транзисторов

45 (U0 =- 0 ) они характеризуются минимальным падением прямого напряжения (меньшим, чем обычные кремниевые диоды). На фиг, 2 приведены экспериментальные характеристики для МДП-транзистора

2П904А, включенного как МДП-транзисторы 6, 7 и 9 (а), и для сравнения кремниевого диода Д243Б (б). Из фиг. 2 следует, что для работы на малых U x и небольших токах целесообразнее использовать низкопороговые МДП-транзисторы.

Пробразователь работает следующим образом.

При нулевом напряжении на первом выходе генератора 1 импульсов и положительном напряжении на втором его выходе

МДП-транзистор 2 закрыт, а МДП-транзистор 8 открыт, При этом все конденсаторы заряжаются до напряжения, близкого к Ugx; конденсатор 3 заря>кается через МДП-транзистор (диод) 6; конденсатор 4 — через МДПтранзисторы 7 и 8; конденсатор 5 — через

МДП-транзисторы (диоды) 7и 9. При переключении мультивибратора, т,е, при появлении положительного напряжения на первом выходе генератора импульсов 1 и исчезновении его на втором выходе, состояния

МДП-транзисторов 2 и 8 изменяются на противоположные; МДП-транзистор 2 открыт. а МДП-транзистор 8 закрыт, Через открытый МДП-транзистор 2 конденсаторы

3 и 4 включаются в последовательную цепь, напряжение на которой становится близким к 2 0 х. Кроме того, напряжение первичного источника U>x суммируется с напряжением на конденсаторах 3 и 4, в результате чего на выходной клемме устройстьа напря>кение 4 х становится равным 3Unx. Этим напряжением через МДП-транзистор 9 заряжается выходной конденсатор 5.

Предло>кенный преобразователь является маломощным и позволяет получать существенное повышение U< ix при работе на высокоомную нагрузку. Для получения лучших характеристик целесообразно использовать МДП-транзисторы с короткими каналами (ДМДП, 1/МДП), которые обладают минимальными сопротивлениями каналов (до сотых долей Ома), Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий генератор импульсов, подключенный одним выводом к входному выводу для подключения источника входного напряжения, а вторым — к общей шине, три конденсатора и пять МДП-транзисторов с индукцированны1631673

150

100

Составитель Л.Устинкина

Техред М.Моргентал Корректор В,Гирняк

Редактор М.Келемеш

Заказ 553 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ми каналами, первый из которых имеет р-канал, сток и подложка которого подключены к первой обкладке первого конденсатора и истоку второго МДП-транзистора, сток и подложка которого соединены между со- 5 бой, а затвор поключен к затвору третьего

МДП-транзистора, исток которого подключен к первой обкладке второго конденсатора, а к выходному выводу подключена первая обкладка третьего конденсатора, 10 вторая обкладка которого подключена к общей шине, затворы первого и четвертого

МДП-транзисторов соединены между собой, исток и подложка четвертого МДПтранзистора соединены между собой, сток 15 и подложка пятого МДП-транзистора соединены междусобой,отл ича ющийся тем, что, с целью повышения КПД, второй, третий, четвертый и пятый МДП-транзисторы имеют п-канал, причем сток и затвор второго МДП-транзистора подключены к входному выводу и стоку с подложкой третьего МДП-транзистора, исток которого подключен к затвору и стоку пятого МДПтранзистора, исток которого подключен к первой обкладке третьего конденсатора, вторая обкладка которого подключена к истоку четвертого МДП-транзистора, сток которого подключен к второй обкладке второго конденсатора и истоку первого

МДБ-транзистора, затвор которого подключен к второму выходу генератора импульсов, первый выход которого подключен к второй обкладке первого конденсатора.