Преобразователь переменного напряжения в постоянное

(57) Изоб технике и к электроьзовано тания, с интегбретения ения выходие относит т быть исп никах пи я работы Цель изо ис маломощныхредназначальными совьппениеого напря нных ами. путе ия. Уувелич ройс тв о состоит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ из трех выпрямительных элементов,два из которых светодиоды 1 и 2 оптически связаны с фотодиодами 6 и, 7,трех конденсаторов 11,12 и 15 и четырех МДП-транзисторов 13, 14,16 и 17. МДП-транзистор 13 с встроенным и-каналом и МДП-транзистор 17 с индуцированным. р-каналом выполняют функции коммутационного ключа, так же, как и МДП-транзистор 14 с индуцирован. ным и-каналом с МДП-транзистором 16 с встроенным р-каналомС помощью коммутационных ключей на МДП-транзисторах конденсаторы 11 и 12 периодически меняются местами, что приводит к снижению потерь энергии и повьппению выходного напряжения. Преобразователь является маломощным и предназначен для работы на высокоомную нагрузку, Его преимущества особенно ярко про- С являются при работе с низковольтными первичными источниками. Коммутационная часть преобразователя может быть реализована в виде интегральной схемы 1 илИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных источниках питания, предназначенных для работы с интегральными5схемами.Цель изобретения - повьппение КПДпутем увеличения выходного напряженияНа чертеже представлена принципиальная схема устройства, 10Преобразователь содержит три выпрямительных элемента: светодиоды 1 и 2и диод 3. Объединенные аноды светодиодов 1 и 2 подключены к катоду диода 3 и первому входному выводу 4.Вто рой входной вывод 5 соединен с катодом фотодиода 6, оптически связанного со светодиодом 1. Фотодиод 7,оптически связанный с светодиодом 2,анодом подключен к объединенным катодам светодиодов 1 и 2 и первому выходному выводу 8 для подключения нагрузки 9. Второй выходной вывод 10образован анодом диода 3 и объединенными обкладками конденсаторов 11 25и 12, Свободная обкладка конденсатора 12 подключена к стоку первогоМДП-транзистора 13 с встроенным п-каналом и стоку второго МДП-транзистора 14 с индуцированным п-каналом. 30Исток транзистора 13 подключен каноду фотодиода 7, а его затвор -к катоду фотодиода 7. Исток транзистора 14 соединен с катодом фотодиода 6, а его затвор - с анодом фото"диода 6. Конденсатор 15 включен между катодами светодиодов 1 и 2 ивыводом 5. Третий МДП-транзистор 16с встроенным р-каналом затвором соединен с затвором транзистора 14, стоком - со свободной обкладкой конденсатора 11 и со стоком четвертогоЩ 1 П-транзистора 17 с индуцированнымр-каналом. Исток транзистора 16 соединен с истоком транзистора 14. Затворы транзисторов 13 и 17 объединенытак же, как и их стоки.Преобразователь работает следующим образом.Переменное напряжение от первичного источника поступает на входные вы 50воды 4 и 5. При положительных полуволнах входного напряжения, протекает ток в светодиодах 1 и 2, они вы"свечивают кванты света, которые по 55 ступают на фотодиоды 6 и 7 и генерируют в них вентильное напряжение,Знаком "минус" вентильное напряжение с фотодиода 7 поступает на эатворы МДП-транзисторов 13 и 17, закрывая 1 ЩП-транзистор 13 и открывая МДП- транзистор 17. Знаком "плюс" вентильное напряжение с фотодиода 6 поступает на затворы МДП-транзисторов 14 и 16, открывая МДП-транзистор 14 и закрывая МДП-транзистор 16, Таким образом, МДП-транзисторы выполняют функции коммутационных ключей.При отрицательных полуволнах входного напряжения токи в светодиодах 1 и 2 не протекают и МДП-транзисторы 13,14,16 и 17 находятся в своих исходных состояниях.При наличии первой положительнойфполуволны входного напряжения в основном будет заряжаться лишь конденсатор 15 (через светодиоды 1 и 2) до напряжения, близкого к амплитуде входного напряжения Б. Затем при появлении отрицательной полуволны входного напряжения через диод 3 и МДП-транзистор 16 будет заряжаться конденсатор 1 тоже до напряжения 0Вх При этом конденсаторы 15 и 11 окаэйваются включены последовательно, и через МДП-транзистор 13 станут заряжать конденсатор 12 до напряжения,близкого к 2 УВхПри появлении следующей положительной полуволны входного напряжения открытый МДП-транзистор 14 включит последовательно с конденсатором 15 конденсатор 12, а закрытый МДП-транзистор 16 отключит конденсатор 11. При этом на последовательном соединении конденсаторов 15 и 12 будет уже иметь место напряжение 30 (беэ уЧета потерь), которое будет теперь заряжать конденсатор 11 через открытый МДП-транзистор 17. Прохождение последующих полуволн входного напряжения будет приводить к дальнейшему увеличению выходного напряжения, пока потери в устройстве не уравновесят этот процесс.Для успешной работы преобразователя необходимо испольэовать МДП- транзисторы с напряжением отсечки (пороговым напряжением) 1 П 0,7 В, т,е. меньшим максимальной величины вентильного напряжения, которое для кремниевых фотодиодов величина порядка 0,7 В, Преобразователь является маломощным и предназначен для работы на высокоомную нагрузку. Его преимущества особенно ярко проявляются при работе с низковольтнымиСоставитель ГороховТехред А.Кравчук Корректор А.Тяско Редактор Г.Гербер Заказ 3882/53 Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 14153 первичными источниками. Коммутационная часть преобразователя может быть реализована в виде интегральной схемы е5 Формула изобретенияПреобразователь переменного напрякения в постоянное, содержащий три выпрямительных элемента, два иэ кото О рых являются светодиодами и включены параллельно, а третий выполнен в виде диода и своим катодом подключен к первому входному выводу и анодам светодиодов, два фотодиода, оптически связанных каждый со своим светодиодом, причем катод первого фотодиода соединен с затвором первого МДП-транзистора со встроенным п-каналом, исток которого подключен к первому выходному выводу, катодам светодиодов и аноду первого фотодиода, а анод второго фотодиода соединен с затвором второго МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, сток которого под ключен к стоку МДП-транзистора со встроенным п-каналом, а исток - к 784катоду второго фотодиода и второму входному выводу, и три конденсатора, первый из которых соединен первой обкладкой с катодом второго фотодиода, а второй обкладкой - с катодами светодиодов, второй и третий конденсаторы первой обкладкой подключены к аноду укаэанного диода и второму выходному выводу, причем второй конденсатор второй обкладкой соединен со стоками указанных МДП-транзисторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, путем увеличения выходного напряжения, дополнительно введены третий и четвертый МДП-транзисторы, причем третий МДП-транзистор с встроенным р-каналом подключен затвором к аноду второго фотодиода, а истоком - к катоду того же фотодиода, четвертый МДП- транзистор с индуцированным р-каналом затвором подключен к катоду первого .фотодиода, а истоком - к аноду того же фотодиода, и стоки указанных МЛП-транзисторов соединены с вто. рой обкладкой третьего конденсатора.