Импульсный стабилизатор напряжения

 

Использование: в источниках питания, в частности для питания интегральных схем. Сущность изобретения: устройство содержит МДП-транзистор 1 с индуцированным n-каналом, дроссель 2, конденсатор 3, резистор 5 и оптопару, светодиод 6 которой использован в качестве коммутирующего диода, а фотодиод 7 включен между истоком и подложкой МДП-транзистора 1. В устройстве обеспечено надежное запирание МДП- транзистора 1 и устранена возможность возникновения вторичного пробоя в нем, что приводит к повышению надежности. За счет малых потерь энергии как в статическом , так и в динамическом режимах реализуется повышенный КПД устройства. 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4943535/07 (22) 07.06.91 (46) 15.05.93. Бюл. М 18 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В.Игумнов, Г.В.Королев и В.Н.Соловьев (56) Четти П. Проектирование ключевых источников электропитания, М. Энергоатомиздат, 1990, с.14-16, рис.1.4, 1,5 и 1.6, Ромаш Э.М. и др, Высокочастотные транзисторные преобразователи, M.: Радио и связь, 1988, с.30, рис.2.8. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ. Ы, 1815626 А1 (я)5 G 05 F 1/56, Н 02 M3/335 (57) Использование: в источниках питания, в частности для питания интегральных схем.

Сущность изобретения: устройство содержит МДП-транзистор 1 с индуцированным п-каналом, дроссель 2, конденсатор 3, резистор 5 и оптопару, светодиод 6 которой использован в качестве коммутирующего диода, а фотодиод 7 включен между истоком и подложкой МДП-транзистора 1. В устройстве обеспечено надежное запирание МДПтранзистора 1 и устранена возможность возникновения вторичного пробоя в нем, что приводит к повышению надежности. За

- счет малых потерь энергии как в статическом, так и в динамическом режимах реализуется повышенный КПД устройства. 1 ил, 1815626

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации напряжений, например, для питания интегральных схем, Целью изобретения является повыше ние КПД и надежности работы импульсного стабилизатора напряжения.

На чертеже представлена принципиальная схема импульсного стабилизатора напряжения, содержащая МДП-транзистор с индуцированным и-каналом 1, дроссель 2, конденсатор 3, включенный на нагрузку 4, резистор 5, оптрон, состоящий из светодиода 6 и фотодиода 7, Резистор 5 является токоограничител ьн ым элементом, Плюсовой выходной вывод подключен к первой обкладке конденсатора 3, катоду светодиода 6 и плюсовой шине входного напряжения. Минусовой выходной вывод подключен к второй обкладке конденсатора 3 и первому выводу дросселя 2, второй вывод которого подключен к стоку МДП-транзистора 1 и аноду светодиода 6. Минусовая шина входного напряжения подключена к истоку

МДП-транзистора 1 и аноду фотодиода 7, катод которого подключен к подложке МДПтранзистора 1 и второму выводу резистора.

5, Клемма управления подключена к затвору

МДП-транзистора 1 и первому выводу резистора 5.

На клемму управления необходимо подавать управляющие сигналы (как в аналогах и прототипе) со схемы управления (на чертеже не показана), основой которой является LL!NM (1,2).

YcTpoAcTBо работает следующим образом. При подаче входного напряжения и поступлении на клемму управления положительного импульса 0угр открывается МДП-транзистор 1 и биполярная и-р-и структура в нем, При этом ток будет протекать через дроссель 2 в нагрузку и конденсатор 3. При достижении заданного значения выходным напряжением устройства на клемму управления поступит (со схемы управления) отрицательное (нулевое) напряжение, В этом режиме МДП-транзистор 1 и его биполярная и-р-и структура закрываются, Энергия, запасенная в дросселе реверсирует полярность напряжения на нем, вызывая протекание тока через светодиод 6. Напряжение на нагрузке 4 определенное время будет практически равно заданному значению, а при незначительном снижении приведет снова к появлению положительного 0удр и T.д.

При протекании тока через светодиод 6 им излучаются кванты света, которые попадая на фотодиод 7, порождают в нем фото-ЭДС, поскольку он работает в фотогальваническом (вентильном) режиме, т.е. как солнечная батарея. Это вентильное напряжение на кремниевом фотодиоде примерно равно 0,7 В и знаком "минус" приложено к подложке (базе) МДП-транзистора 1, что обеспечивает его (и особенно и-р-и структуры) формированное закрывание. Запертое состояние биполярной и-р-и структуры будет поддерживаться в течение всего промежутка времени, когда протекает ток в светодиоде 6, Поскольку мощные МДП-транзисторы обладают значительно более высоким быстродействием, чем биполярные, то сначала в

МДП-транзисторе 1 будет переключаться

МДП-структура, а уже затем биполярная. В результате динамические потери устройства будут определяться МДП-транзистором и скажутся небольшими. Основным недостат20 ком мощного МДП-транзистора является более высокое остаточное напряжение в открытом состоянии (по сравнению с биполярным транзистором), что приводит к повышенным потерям в статическом режиме для МДП-устройств. В предлагаемом ус. тройстве в статическом открытом состоянии именно биполярная и-р-и структура будет шунтировать МДП-структуру, в результате чего и будут иметь место лишь малые потери энергии, обусловленные малым остаточным напряжением и-р-п транзистора. Таким образом, за счет малых потерь энергии как в статическом, так и динамическом режимах реализуется повышенный КПД устройства.

Поскольку вентильное напряжение фотодиода 7 смещает в обратном направлении (запирает) р-и переход исток-подложка

МДП-транзистора 1, то в нем имеет место закрытое состояние биполярной и-р-и

40 структуры, коллектором которой является область стока, эмиттером — область истока, . а базой — подложка. Тот факт, что в устройстве отрицательное напряжение на подложке (базе) обеспечивает запертое состояние

45 и-р-р структуры (при запертом МДП-транзисторе 1), а, следовательно, устраняет возможность возникновения вторичного пробоя о МДП-транзистора 1, и определяет повышение надежности стабилизатора, 50 Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий МДП-транзистор с индуцированным п-каналом, исток которого подключен к минусовому входному выводу, 55 дроссель, первый вывод которого соединен с первым выводом конденсатора и минусовым выходным выводом, а второй вывод подключен к стоку МДП-транзистора и к аноду диода, катод которого и второй вывод конденсатора подключены к плюсовому вы1815626

Составитель Г.Королев

Техред М.Моргентал КорректЬр Л.Пилипенко

Редактор

Заказ 1635 Тираж Подписное

ВКИИПИ 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 ходному выводу, соединенному с плюсовым входным выводом, и резистор, первый вывод которого подключен к выводу для подключения источника управляющего сигнала, отличающийся тем, что. с целью повышения КПД и надежности, в качестве диода использован светодиод введенного оптрона, анод фотодиода которого подключен к истоку МДП-транзистора, а катод — к подложке МДП-транзистора и к второму выводу резистора, затвор МДП5 транзистора соединен с выводом для подключения источника управляющего сигнала.