Преобразователь напряжения

 

Изобретение относится i( электротехнике и может быть использовано в бестрансформаторных источниках питания электронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение выходной мощности в режимеумножения напряжения первого источника на число, меньшее N. Преобразователь содержит источник постоянного напряжения 10, который через двунаправленные мультиплексоры 11 и 12 поочередно подключается к одному из последовательно соединенных конденсаторов 13. Входы управления мультиплексоров объединены и подключены к выходам т-разрядного счетчика 6 и входам дополнительно введенных шифраторов 8 и 9. Выходы шифраторов соединены с входами триггера 7, выходы которого подкл1Ьчены к схеме коммутатора, включающего схемы И 3,4 и схему ИЛИ 5. С помощью коммутатора осуществляется прямое подключение 'генератора 1 к счетчику 6 или через делитель 2. В режиме деления напряжения подключает-у^JLСА>& О4bwСА>&

((9) (1!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 М 3/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840990/07 (22) 27.04,90 (46) 15.02.92. Бюл, ЬЬ 6 (72) В.И.Кичатов и А,Г.Онышко (53) 621.314.1(088.8) (56) Заявка Великобритании М 2090483, кл. Н 02 M 3/10, 1982.

Коровец A., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Мир, 1986, с,348.

Авторское свидетельство СССР

М 1408504, кл, Н 02 М 3/07, 198?. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится g электротехнике и может быть использовано в бестрансформаторных источниках питания электронной аппаратуры, Цель изобретения — повышение выходной мощности в режиме умножения напряжения первого источника на число, меньшее N. Преобразователь содержит источник постоянного напряжения

10, который через двунаправленные мультиплексоры 11 и 12 поочередно подключается к одному из последовательно соединенных конденсаторов 13. Входы управления мультиплексоров объединены и подключены к выходам в-разрядного счетчика 6 и входам дополнительно введенных шифраторов 8 и

9. Выходы шифраторов соединены с входами триггера 7, выходы которого подключены к схеме коммутатора, включающего схемы И

3, 4 и схему ИЛИ 5. С помощью коммутатора осуществляется прямое подключение?енератора 1 к счетчику 6 или через делитель 2.

В режиме деления напряжения подключает1713043 ся внешний источник к клемме 14 цепочки конденсаторов 13 и с помощью мультиплексоров 11 и 12 осуществляется последовательный подзаряд первого источника 10 от разных конденсаторов напряжением, равным напряжению источника 10. В режиме умножения от источника 10 через мультиплексоры 10, 12 осуществляется подзаряд конденсаторов 13. При этом элементы устройства питаются от умноженного напряжения. Нагрузка 15 подключается к одной из средних точек цепочки конденсаторов. В этом режиме для компенсации разницы тока разряда конденсаторов, подключенных к

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бестрансформаторных источниках питания электронной апйаратуры.

Цель изобретения — повышение выходной мощности преобразователя в режиме умножения напряжения.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 — диаграмма работы.

Преобразователь содержит генератор

1, к выходу которого подключен делитель 2.

Через коммутатор, содержащий схемы И 3 и 4 и схему ИЛИ 5, генератор 1 непосредственно или через делитель 2 подключается к

m-разрядному счетчику 6, выходы которого соединены с соответствующими объединенными входами шифраторов 8 и 9 и соответствующими объединенными входами управления N разрядных мультиплексоров

11 и 12. Выходы шифраторов 8 и 9 соедине- ны с установочными входами триггера 7, выходы которого подключены к входам управления коммутатора. Первый источник 10 постоянного напряжения соединен с входами N-разрядных мультиплексоров 1:1 и 12, каждый иэ которых имеет m управляющих входови И выходов.

Цепочка из последовательно соединенных конденсаторов 13, число которых равно

N, где N - 2m, включена между выходной шиной 14 и общей шиной. Первый выход мультиплексора 11 соединен с шиной 14.

Последний выход мультиплексора 12 соединен с общей шиной. Каждый из оставшихся выходов мультиплексора 11„начиная с второго, соединен с одним из соответствующих оставшихся выходов, начиная с первого, нагрузке и используемых только для формирования напряжения питания самого устройства, осуществляется ускоренный заряд последних конденсаторов и сокращается общий цикл заряда всего накопителя. Начало и конец ускоренного режима заряда выделяются шифраторами 8, 9, которые через триггер 7 и коммутатор подключают к счетчику 6 генератора 1 непосредственно или через делитель. Сокращение цикла подэаряда конденсаторов выходного накопителя позволяет увеличить токовую нагрузочную способность преобразователя. 2 ил. мультиплексора 12 и с одной из общих точек соединения соответствующей пары конденсаторов 13.

Цепи питания генератора 1, делителя 2, 5 схем И 3 и 4, схемы ИЛИ 5. счетчика 6, триггера 7, дешифраторов 8, 9 и мультиплексоров 11 и 12 соединены с шиной 14 питания и общей шиной. Между общей шиной и одной из точек соединения конденсаторов 13

10 включена нагрузка 15.

Генератор 1 и делитель 2 предназначены для формирования тактовых импульсов управления счетчиком 6. Коммутатор на элементах И 3 и 4и ИЛИ 5 служит для переклю15 чения частоты тактовых импульсов счетчика

6, Шифраторы 8 и 9:и триггер 7 в зависимости от точки подключения нагрузки 15 к цепочке конденсаторов 13 формируют сигналы переключения коммутатора. Муль20 типлексоры 11 и 12 осуществляют последовательное и периодическое подключение источника 10 постоянного напряжения к конденсаторам 13.

Преобразователь работает следующим

25 образом.

При подключении источника внешнего напряжения к шине 14 и общей точке начинает работать генератор 1. Импульсы генератора через схемы И 3 (или через делитель

30 2 и схему И 4) и ИЛИ 5 поступают на вход счетчика 6, под воздействием которых он изменяет свои состояния. Шифратор 8 распинает первое, а шифратор 9 К-е состояние счетчика 6.

35 В первом состоянии счетчика 6 на выходе шифратора 8 появляется сигнал, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Поскольку прямой выход триггера

1713043

30

40

55 подключен к одному из входов схемы И 4, то импульсы генератора до К-го такта непосредственно подаются на вход счетчика, На

К-м такте срабатывает шифратор 9, который переводит триггер 7 в нулевое состояние,.

На инверсном выходе триггера 7 появляется сигнал, который поступает на вход схемы И 3. 8 результате тактовые импульсы на вход счетчика будут поступать через делитель 2,, схему И 3 и схему ИЛИ 5.

Таким образом. период переключения счетчика 6 состоит из двух этапов. На первом этапе до К-го состояния счетчик переключается с частотой f генератора 1, а с

К+1-го — с частотой f/n, где n — коэффициент делителя 2.

С помощью мультиплексоров 11 и,12, управляемых счетчиком 6, первичный источник.10 напряжения последовательно и поочередно подключается к конденсаторам цепочки 13 и подзаряжается от них, При отключении основного источника устройство автоматически переходит в режим умножения напряжения внутреннего источника 10 и автономного функционирования. В этом режиме от источника 10 осуществляется подзаряд цепочки конденсаторов 13. Причем все элементы устройства получают питание отумноженного напряжения с конденсаторов 13, к одной из

К-тых.точек соединения которых подключена нагрузка 15. Период подзаряда конденсаторов цепочки 13, подключенных к нагрузке 15, выбирается больше периода подзаряда остальных N-К конденсаторов во столько раэ, во сколько раз ток нагрузки превышает ток потребления самого преобразователя. Период подзаряда конденсаторов t. определяется из условия допустимой пульсации напряжения на нагрузке

ЛU С

«и где ЬU- допустимая пульсация напряжения;

1 — ток нагрузки;

С вЂ” емкость конденсатора.

Для случая, когда ток в нагрузке 4 суо.;ественно превышает.ток потребления самого преобразователя 1, а ЛU и С- const, чериод подзаряда конденсаторов, подключенных к нагрузке, выбирается больше периода подзаряда остальных конденсаторов.

По токам потребления нагрузки 15 и самого преобразователя определяется коэффициент делителя 2 н + n ï

Таким образом, период подзаряда конденсаторов выбирается пропорциональным току их разряда, что обеспечивает повышение выходной мощности преобразователя в режиме умножения напряжения.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения, содержащий первый источник постоянного напряжения, генератор, цепочку из N последовательно соединенных конденсаторов, второй источник питания, к выходным шинам которого, одна из которых является общей, подключены цепи питания всех элементов преобразователя, m-разрядный счетчик, где N = 2, электронный переключатель в виде первого и второго N-канальных двунаправленных мультиплексоров, вход каждого из которых соединен с выходом первого источника постоянного напряжения, причем входы управления мультиплексоров попарно объединены и каждая из общих точек соединения подключена к.cooTEGTGTBóþùåìó выходу счетчика, первый выход первого мультиплексора и N-й выход второго мультиплексора соединены соответственно с первой и общей шинами второго источника питания. а каждый из оставшихся выходов, начиная с второго, первого мультиплексора соединен с соответствующим одним из оставшихся выходов, начиная с первого, второго мультиплексора и с общей точкой соединения соответствующей пары конденсаторов цепочки, включенной между выходными шинами второго источника питания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выходной мощности в режиме умножения напряжения первого источника на число, меньшее N, дополнительно введены делитель частоты, первая и вторая схемы И. схемы ИЛИ, RS-триггер, первый и второй шифраторы, одноименные входы которых объединены и соединены с соответствующими выходами счетчика. выход первого шифратора подключен к S-входу триггера, а выход второго — к Й-входу триггера. прямой выход которого соединен с первым входом первой схемы И, а инверсный — с первым входом второй схемы И, вйходы схем И под- . ключены через схему ИЛИ к входу счетчика, при этом выход генератора соединен с вторым входом второй схемы И и через делитель частоты — с вторым входом первой схемы И.

1713043

Ь ц фц

: Ц се 1

Q ь ъ фф (Ь

Составитель И.Войтович

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор H.Ãîðâàò

Заказ 541 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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