Бестрансформаторный преобразователь постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 936282 (6i) Дополнительное к авт. свид-ву—

f51) М. Кп. (22) Заявлено 060880 (2) ) 2971718/24-07 сприсоединениемзаявки ¹ (23) Приоритет

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621 314. .57(088.8) Опубликовано 150682. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15.06.82 с (72) Автор изобретения

А.E. Горюнов (71) Заявитель (54) БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания, преобразующих постоянное напряжение первичного источника в более высокое постоянное напряжение.

Известны повышающие бестрансформаторные преобразователи, содержащие умножитель напряжения на основе вентильно-конденсаторной цепочки, в которых частота переэаряда плеч умножителя задается отдельным генератором t1) и (2) °

Недостаток известных преобразователей заключается в том, что при изменении числа каскадов умножения частоту генератора необходимо кор-. ректировать для получения оптимального режима работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий умножнтель напряжения на основе вентильно-конденсаторной цепочки и задающий симметричный мультивибратор. При заданных величинах емкостей конденсаторов в плечах цепочки, число каскадов умножения и токе заряда плеч цепочки существует определенная оптимальная частота работы мультивибратора,при которой достигается максимальное значение умноженного выходного напря еННН (3).

Однако в процессе эксплуатации, например, при изменении температуры, вследствие ухода номиналов емкостей конденсаторов, частота задающего генератора не является оптимальной, что приводит к изменению уровней выходного напряжения. Кроме того,каждый новый образец требует индивидуальной подстройки частоты генератора из-за разброса емкостей конденсаторов.

Цель изобретения — повышение стабильности выходного напряжения и упрощение настройки путем автоматической установки оптимальной частоты преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем мультивибратор н умножитель напряжения, выполненный на основе вентильно-конденсаторной цепочки, указанный мультивибратор выполнен в виде RS-триггера, каждый выход которого соединен с одним иэ входов через последовательно соединенные буферный каскад и компаратор, а кон—

936282 денсаторные плечи умножителя напряжения соединены с выходами буферных каскадов.

На фиг.1 .изображена структурная схема преобразователя; на фиг.2 форма импульсов напряжения в плечах вентильно-конденсаторной цепочки.

Преобразователь содержит компараторы 1 и 2, подключенные ко входам

RS-триггера 3, буферные выходные каскады 4 и 5, с помощью которых 10 формируются импульсные последовательности U, U перезаряда конденсаторных плеч 6 и 7 умножителя напряжения 8, общий вывод 9.

Преобразователь работает следующим образом.

В одном из устойчивых состояний

RS-триггера 3 первое плечо б умножителя 8 (вход U) посредством буферного каскада 4 соединено с общим выводом

9. Конденсаторы второго плеча 7 20 (вход U) умножителя 8 заряжаются от буферного каскада 5. При достижении определенного уровня напряжения, устанавливаемого компаратором 2, RS триггер 3 переключается в другое устойчи- 25 вое состояние. При этом через буферный каскад 4 начинается заряд первого конденсаторного плеча б (вход О) умножителя напряжения 8, а второе плечо 7 (вход Л) соединяется с общей 3Q шиной 9 посредством буферного каскада 5. При достижении уровня напряжения, устанавливаемого компаратором 1, триггер 3 переходит на свое первоначальное состояние. Далее 35 процесс повторяется.

Форма импульса (скорость заряда и разряда конденсаторных плеч б и 7) определяется буферными каскадами

4 и 5. При заряде от источника 40 тоКа и мгновенном разряде, форма импульсов имеет вид, показанный на фиг.2.

Выходное напряжение U8 tx умножителя напряжения 8 зависит от амплитуды напряжения и частоты импульсов, перезаряда конденсаторных плеч 6 и 7 цепочки. С ростом частоты уменьшается внутреннее сопротивление цепочки и следовательно растет выходное напряжение преобразователя.

При превышении некоторой оптимальной частотМ П ц начинает уменьшаться, так как конденсаторные плечи б и 7 не успевают заряжаться до заданного значения амплитуды напряжения. Таким образом, максимальное выходное напряжение умножителя 8 достигается при некоторой оптимальной частоте.

Такому оптимальному процессу соответствует определенная форма импульсов (фиг.2). Для частот преобразования выше и ниже оптимальной, форма импульсов-принимает вид, показанный на фиг.2 пунктирными линиями.

Частота колебаний системы определяется параметрами цепочки умножителя напряжения 8 (величиной емкости конденсаторов и числом каскадов умножения), током заряда конденсаторов и уровнями напряжения, до которых требуется заряжать конденсаторы.

При изменении любого из этих параметров частоты работы предложенного преобразователя автоматически подстраивается до оптимальной.

Изобретение позволяет повысить стабильность выходного напряжения и реализовать преобразователь по технологии полупроводниковых интегральных схем, а автоматическая установка частоты работы преобразователя ведет к упрощению настройки и повышению технологичности изготовления.

Формула изобретения

Бестрансформаторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий мультивибратор и умножитель напряжения, выполненный на основе вентильно-конденсаторной цепочки, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения и упрощения настройки, упомянутый мультивибратор выполнен в виде RS-триггера, каждый выход которого соединен с одним из входов через вновь введенные последовательно соединенные буферный каскад и компаратор, а конденсаторные плечи умножителя напряжения подключены к выходам буферных каскадов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании Р 2010604, кл, Н 02 М 3/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 526991, кл. Н 02 М 3/335, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 301796 кл. Н 02 М 5/00, 1971.

936282 фюзи

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 4244/69

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Никитин

Редактор И. Митровка Техред К.Мыцьо Корректор М. Шароши