Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования постоянных напряжений, например для питания интегральных схем. Цель изобретения - повышение надежности . Отрицательное выходное напряжение устройства через делитель напряжения, образованный резисторами 12 и 13,поступает на подложку силового МДП-транзистора 10 с n-каналом. В результате биполярная структура в МДП-транзисторе оказывается надежно запертой отрицательным напряжением на подложке (базе), что делает невозможным развитие вторичного пробоя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ.Х

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 М 3/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

А,,Ж

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814638/07 (22) 16.04.90 (46) 07.04.92. Бюл. Nò 13 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В.Игумнов и И.С.Громов (53) 621.314.1(088.8) (56) Ромаш Э,М. и др. Высокочастотные транзисторные преобразователи. М.: Радио и связь, 1988, с. 32, рис. 2.11е.

Там же. М.: Радио и связь, 1988, с. 166, рис,5.24 в. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

„,5U, 1725336А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования постоянных напряжений, например для питания интегральных схем, Цель изобретения — повышение надежности, Отрицательное выходное напряжение устройства через делитель напряжения, образованный резисторами 12 и 13, поступает на подложку силового МДП-транзистора 10 с и-каналом. В результате биполярная структура в МДП-транзисторе оказывается надежно запертой отрицательным напряжением на подложке (базе), что делает невозможным развитие вторичного пробоя. 1 ил.

1725336 кладка которого подключена к катоду. 50

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования постоянных напряжений, например, для питания интегральных схем.

Известен преобразователь постоянного напряжения с разделительным трансформатором и внешним возбуждением, содержащий задающий генератор, подключенный между источником входного напряжения и общей шиной, биполярный транзистор, база которого подключена к выходу задающего генератора, а змиттер — к общей шине, трансформатор, первичная обмотка которого подключена между источником входного напряжения и коллектором транзистора, и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке трансформатора.

Недостатки такого преобразователя (например, относительно небольшой КПД) во многом определяются использованием биполярного транзистора. Заменой биполярного транзистора на МДП-транзистор удается повысить КПД и частоту преобразования, улучшить массогабаритные показатели. Однако в МДП-транзисторе сохраняется возможность возникновения вторичного пробоя, что может привести к выходу МДП-транзистора с и-каналом из строя. Относительно невысокая надежность и является основным недостатком такого преобразователя.

Наиболее близким техническим решением является преобразователь постоянного напряжения, содержащий два

МДП-транзистора, один из которых имеет р-, а другой п-канал, два диода, два стабилитрона, три конденсатора и два резистора, являющиеся нагрузками устройства, первые выводы которых подключены к истоку с подложкой МДП-транзистора с п-каналом, аноду первого стабилитрона, катоду второго стабилитрона, первым обкладкам второго.и третьего конденсаторов и минусовой клемме источника входного напряжения, плюсовая клемма которого подключена к истоку с подложкой МДП- транзистора с р-каналом, сток которого подключен к стоку

МДП-транзистора с и-каналом и первой обкладке первого конденсатора, вторая обвторого диода и аноду первого диода, катод которого подключен к катоду первого стабилитрона второй обкладке второго конденсатора и второму выводу первого резистора, а второй вывод второго резистора подключен к анодам второго диода и второго стабилитрона и второй обкладке третьего конденсатора. Такой преобразователь создает два выходных постоянных напряжения (одно положительное и одно отрицательное) без

45 использования трансформатора и катушки индуктивности.

Недостатком известного устройства является возможность возникновения вторичного пробоя в силовом МДП-транзисторе с п-каналом, что снижает его надежность.

Цель изобретения — повышение надежности за счет устранения возможностей возникновения вторичного пробоя в силовом

МДП-транзисторе с п-каналом.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения, содержащий входной, два выходных и общий выводы для подключения соответственно источника постоянного напряжения и двух нагрузок, два стабилитрона, два диода, три конденсатора, МДП-транзистор с и-каналом, исток которого подключен к аноду первого стабилитрона, катоду второго стабилитрона, первым обкладкам второго и третьего конденсатора и к общему выводу, а также МДП-транзистор с р-каналом, исток и подложка которого соединены с входным выводом, его сток — со стоком МДП-транзистора с п-каналом и первой обкладкой первого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с анодом первого и катодом второго диодов, причем катод первого диода соединен с катодом первого стабилитрона, второй обкладкой второго конденсатора и первым входным выводом, а анод второго диода соединен с анодом второго стабилитрона, второй обкладкой третьего конденсатора и вторым выходным выводом, введены два дополнительных резистора, один из которых одним выводом подключен к аноду второго стабилитрона, а другим — к подложке МДП- транзистора с и-каналом и через второй резистор к общему выводу.

Отрицательное выходное напряжение устройства через делитель напряжения, образованный дополнительными резисторами, поступает на подложку силового

МДП-транзистора с и-каналом. В результате биполярная структура в МДП-транзисторе с и-каналом оказывается надежно запертой отрицательным напряжением на подложке (базе), что делает невозможным развитие вторичного пробоя.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения„

Схема содержит входной, два выходных и общий выводы для подключения соответственно источника постоянного напряжения и двух нагрузок 1 и 2, два стабилитрона

3 и 4, два диода 5 и 6, три конденсатора 7-9, МДП-транзистор с и-каналом 10, МДП-транзистор с р-каналом 11 и два дополнитель1725336

Составитель Д. И гум но в

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор И,Муска

Заказ 1182 Тираж 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 ных резистора 12 и 13. Минусовая клемма источника постоянного напряжения подключена к истоку МДП-транзистора 10, аноду стабилитрона 3, катоду стабилитрона 4, первым обкладкам конденсаторов 8 и 9, первым выводам резисторов 1, 2 и 13. Плюсовая клемма источника входного напряжения подключена к истоку с подложкой

МДП-транзистора 11, сток которого подключен к первой обкладке конденсатора 7 и стоку МДП-транзистора 10. Вторая обкладка конденсатора 7 подключена к катоду диода 6 и аноду диода 5, катод которого подключен к катоду стабилитрона 3, второй обкладке конденсатора 8 и второму выводу нагрузки 1. Анод диода 6 подключен к аноду стабилитрона 4, второй обкладке конденсатора 9, второму выводу нагрузки 2 и первому выводу резистора 12. Подложка

МДП-транзистора 10 подключена к вторым выводам резисторов 12 и 13. Сигналы управления устройством подаются на затворы силовых МДП-транзисторов 10 и 11.

Устройство работает следующим образом, При поступлении отпирающего сигнала на затвор МДП-транзистора 11 и запирающего сигнала на затвор МДП-транзистора

10 происходит заряд конденсатора 7 через открытый МДП-транзистор 11, диод 5 и резистор 1. Стабилитрон 3 ограничивает уровень напряжения на нагрузке 1 и определяет верхнее напряжение на конденсаторе 7. При открывании МДП-транзистора 10 и закрывании МДП-транзистора 11 напряжение заряженного конденсатора 7 открывает диод 6 и стабилитрон 4, При этом энергия конденсатора 7 передается в нагрузку 2 и фильтрующий конденсатор 9. После очередного открывания

МДП-транзистора 11 и закрывания МДПтранзистора 10 процессы в схеме повторяются. В результате, на нагрузке 1 присутствует положительное, а на нагрузке

2 — отрицательное выходное напряжение.

Отрицательное напряжение с нагрузки

2 через делитель напряжения, выполненный на резисторах 12 и 13,.поступает на подложку МДП-транзистора с и-каналом 10, Отрицательное напряжение на подложке смещает в обратном направлении (запира5

50 ет) р-и-переход исток-подложка МДП-транзистора 10. Это обстоятельство определяет закрытое состояние паразитной биполярной и-р-и-структуры в МДП-транзисторе 10, коллектором которой является область стока, эмиттером — область истока, а базой— подложка.

Тот факт, что в предлагаемом устройстве отрицательное напряжение на подложке предотвращает открывание паразитной ир-п-структуры, а следовательно, и возможность возникновения вторичного пробоя в

МДП-транзисторе с и-каналом 10 и определяет повышение надежности преобразователя. МДП-транзисторы с р-каналом развитию вторичного пробоя не подвержены, поэтому нет необходимости в подаче запирающего (положительного) напряжения на подложку (относительно истока) в

МДП-транзисторе с р-каналом 11.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий входной, два выходных и общий выводы для подключения соответственно источника постоянного напряжения и двух нагрузок, два стабилитрона, два диода, три конденсатора, МДП-транзистор с п-каналом, исток которого подключен к аноду первого стабилитрона, катоду второго стабилитрона, первым обкладкам второ-. го и третьего конденсаторов и кобщему выводу, а также МДП-транзистор с р-каналом, исток и подложка которого соединены с входным выводом, его сток — со стоком

МДП-транзистора с и-каналом и первой обкладкой первого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с анодом первого и катодом второго диодов, причем катод первого диода соединен с катодом первого стабилитрона, второй обкладкой второго конденсатора и первым выходным выводом, а анод второго диода соединен с анодом второго стабилитрона, второй обкладкой третьего конденсатора и вторым выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, дополнительно введены два резистора, один из которых одним выводом подключен к аноду второго стабилитрона, а другим — к подложке МДП-транзистора с и-каналом и через второй резистор — к общему выводу,