Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в высоковольтных источниках питания. Цель изобретения - вышение выходного рабочего напряжения и КПД. Устройство включает трансформатор 1, вторичная обмотка которого имеет два крайних и два промежуточных вывода. Один крайний вывод является общим и может быть подключен к общей шине. Другой крайний вывод является управляющим и соединен с затворами МДП-транзисторов 2, 3 с индуцированными п-каналами. Один промежуточный вывод обмотки соединен с истоком с подложкой МДП-транзистора 2 и с затвором МДП-транзистора 4 с индуцированным р-каналом, исток которого подключен к другому промежуточному среднему выводу вторичной обмотки. Резистор 5 включен между общей точкой соединения стока МДП- транзистора 2, истока МДП-транзистора 3 и стока с подложкой МДП-транзистора 4 и подложкой МДП-транэистора 3. Нагрузка подключена между стоком МДП -транзистора 3 и общим выводом вторичной обмотки. Введение МДП- транзисторов 3, 4, резистора 5 и указанное соединение элементов устройства позволяют вдвое увеличить максимальное рабочее напряжение. Симметрирование силовых МДП-транзисторов 2, 3 в закрытом состоянии осуществляется с помощью МДП-транзистора 4 и резистора 5. Отсутствие шунтирующих резисторов и возможность использования относительно низковольтных МДП-транзисторов 2, 3 способствуют повышению КПД. 1 ил. 3 о Јъ ГО ел с& со.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 М 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПРИ FHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *втссснссс ссидстсссствт

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит силовой трансформатор 1, два МДП-транзистора 2 и 3 с нндуцированным и-ка

1 (21) 4676385/07 (22) 11.04.89 (46) 15.04.91. Бюл. В 14 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В.Игумнов, Г.В.Королев и В.В.Фомишкин (53) 621.314.5(088.8) (56) Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры. Под ред.

Б.Ф.Высоцкого, М.: "Сов.радио", 1977, с.180, рис.5, 6 а и б.

Авторское свидетельство СССР

Р 760344, кл. Н 02 М 7/10, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в высоковольтных источниках питания. Цель изобретения — повышение выходного рабочего напряжения и КПП. Устройство включает тран-! сформатор 1, вторичная обмотка которого имеет два крайних и два промежуточных вывода. Один крайний вывод является общим и может быть подключен к общей шине. Другой крайний вывод является управляющим и соедиИзобретение относится к преобразовательной технике и предназначено-- для питания высоковольтных микроэлектронных устройств.

Цель изобретения — повышение Bb? ходного рабочего напряжения и КПД.

„SU„, 1 42569 А1

2 нен с затворами МДП»транзисторов 2, 3 с индуцированными и-каналами. Один промежуточный вывод обмотки соединен с истоком с подложкой МДП-транзистора 2 и с затвором МДП-транзистора 4 с индуцированным р-каналом, исток которого подключен к другому промежуточному среднему выводу вторичной обмотки. Резистор 5 включен между общей точкой соединения стока МДПтранзистора 2, истока МДП-транзистора 3 и стока с подложкой МПП-транзистора 4 и подложкой МДП-транзистора 3. Нагрузка, подключена между стоком МДП -транзистора 3 и общим выводом вторичной обмотки. Введение МДПтранзисторов 3, 4, резистора 5 и указанное соединение элементов устройства позволяют вдвое увеличить максимальное рабочее напряжение. Симметрирование силовых МДП-транзисторов 2, 3 в закрытом состоянии осуществляется с помощью МДП-транзистора 4 и резистора 5. Отсутствие шунтирующих резисторов и возможность использования относительно низковольтных МДП-транзисторов 2, 3 способствуют повышению КПД. 1 ил.

1642569 налом, МДП-транзистор с индуцированным р-каналом 4, резистор 5 и сопротивление нагрузки 6. К первичной обмотке трансформатора 1 подклю5 чен источник входного переменного напряжения (не показан} . Вторичная обмотка трансформатора 1 имеет четыре вывода, два крайних и два про межуточных. Один крайний вывод яв ляется общим и может быть подключен к общей шине устройства. Другой крайний вывод является управляющим и подключен к затворам МДП-транзисторов 2 и 3. Промежуточный силовой вывод вто- 15 ричной обмотки, с которого снимается напряжение на нагрузку, подключен к истоку с подложкой МДП-транзистора

2 и затвору MlgI-транзистора 4, исток которого подключен к другому проме жуточному выводу вторичной обмотки трансформатора 1, который расположен в. средней точке между силовым и общим выводом. Сток МДП -транзистора 2 подключен к истоку МДП-транзистора.3, gg стоку с подложкой МДП-транзистора 4 и первому выводу резистора 5, второй вывод которого подключен к подложке МДП-транзистора 3, сток которого подключен к одному выходному выводу для подключения нагрузки б, другой выходной вывод подключен к общему выводу вторичной обмотки трансформатора 1. Секция вторичной обмотки трансформатора 1, расположенная между силовым и управляющим выводами, обеспечивает напряжение, превышающее пороговое напряжение

МДП-транзисторов 2 и 3, Преобразователь работает следующим образом.

При наличии положительной полуволны напряжения на управляющем, силовом и среднем промежуточном выводах вторичной обмотки трансфор- 45 матора 1 (относительно общего вывода)

МДП-транзисторы 2 и 3 открыты и практически все напряжение с силового вывода поступает на нагрузку 6.

При этом МДП-транзистор 4 находится

50 в закрытом состоянии и не влияет на работу устройства.

В следующий полупериод, при отрицательной полуволне, поступающей на затворы МДП-транзисторов 2, 3 и 4, МДП-транзисторы 2 и 3 находятся в закрытом, а NJlll-транзистор 4 — в открытом состоянии. Для надежной работы силовых МД11-транзисторов 2 и 3 в за7

1 крытом состоянии необходимо, чтобы падения обратного напряжения на них были примерно равны. Для такого выравнивания напряжений (симметрирования МДП-транзисторов 2 и 3) и служат МДП-транзистор 4 и резистор 5.

С помощью резистора 5 достигается выполнение условия, чтобы сопротивление закрытого МДП-транзистора 3 всегда было несколько меньше сопротивления закрытого МДП-транзистора 2.

Это происходит следующим образом.

Обратный ток р -а-перехода сток— подложка йй -транзистора 3 протекает по резистору 5 и создает на нем падение напряжения, причем знаком "плюс" на подложке р-типа. В результате будет несколько приоткрыт р -и-переход исток подложка МДП-транзистора 3, следствием чего и явится небольшое возрастание тока через МДП-транзистор 3, т.е. некоторое уменьшение его сопротивления. Таким образом, чем больше номинал резистора 5, тем меньше сопротивление закрытого МДП-транзистора 3. Изменяя номинал резистора

5 нетрудно, сохранив достаточно большое сопротивление закрытого МДП»транзистора 3, сделать его все же меньше сопротивления закрытого МДП-транзистора 2.

При условии отсутствия цепи МДПтранзистора 4 на МДП-транзисторе 2 имело бы место несколько большее падение напряжения, чем на МДП-транзисторе 3. Для выравнивания этих падений напряжения и служит цепь МДПтранзистора 4, который открыт при отрицательной полуволне на силовом выводе вторичной обмотки трансформатора 1. Если на силовом выводе имеет место амплитудное значение напряжения V то на среднем промежуточном выводе напряжение равно V/2, т.е. напряжение U/2 оказывается приложенным к стоку МДП-транзистора 2 и истоку МДП-транзисторов 2 и 3, будут иметь место равные падения напряжения на них, максимальные значения которых составит V/2. Таким образом, для надежной работы устройства необходимо только чтобы Ч/2 не превысило максимально допустимого напряжения на стоке МДП-транзисторов 2и 3.

Итак, устройство обеспечивает повышение в два раза рабочего напряжения при обеспечении надежной работы силовых МДП-транзисторов. Отсут1642569 вывод которой является общим, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выходного рабочего

5 напряжения и КПД введены дополниУ тельный МДП-транзистор с индуцированным п-каналом, МДП-транзистор, с индуцированным р-каналом и резистор, а вторичная обмотка трансформатора снабжена дополнительным выводом от средней точки ее силовой части, под» ключенным к истоку МДП-транзистора с р-каналом, затвор которого подключен к истоку и подложке основного

15 МДП-транзистора, сток которого подключен к стоку с подложкой MjgI-транзистора с р-каналом, истоку дополнительного МДП-транзистора с а-каналом и первому выводу резистора, второй

20 вывод которого подключен к подложке дополнительного МДП-транзистора с п-каналом, затвор которого подключен к затвору основного МДП-транзистора, его сток — к одному выход25 ному выводу для подключения нагруз» ки, а другой выходной вывод соединен с укаэанным общим выводом вторичной обмотки трансформатора. ствие традиционных шунтирующих резисторов позволяет сохранить высокие значения КПД. Кроме того, при сохранении заданного рабочего напряжения устройство позволяет заменить один высоковольтный МДП-транзистор на два последовательно включенных относительно низковольтных, имеющих сущест« -, венно меньшее сопротивление канала

Ф (потерь). В результате достигается повышение КПД. Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения источника переменного напряжения, а его вторичная обмотка выполнена с силовым промежуточным выводом, соединенным с истоком МДП-транзистора с индукцированным п-каналом, затвор которого подключен к одному крайнему управляющему выводу вторичной обмотки трансформатора, другой крайний

Составитель Л. Устинкина

Редактор В.Трубченко Техред С.Мигунова Корректор T.Малец

Подписное

Заказ 1434

Тираж 394

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101