Оптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное

Изобрететехнике и п относитсяназначено дхем,етения явля элек рония п тегральных Целью изоб тся асшей ональных воКПД. ожнос дставлена при лагаемого пре пиазо- . тоит из тротодиод 2фотодиода д со ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изОБРетениям и отнРытинмПРИ ГКНТ СССР(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питанияинтегральных схем. Целью изобретенияявляется расширение функциональныхвозможностей и повышение КПД, Мещцувыводами 5 и 10 прикладывается входное перемйнное напряжение (напряжениепервичного источника) Пщ,С вьвода 8 рение. Функци и повышение На чертеже пре альная схема пред вателя. Преобразователь на 1, содержащего с иод 3, причем като(относительно общего вывода 10) снимается положительное постоянное напряжение (первый выход преобразователя), а с вьвода 6 - отрицательное напряжение (второй выход преобразователя). Резистор 9 является нагрузкой, а конденсатор 12 - Фильтром первого выхода преобразователя. Резистор 7 является нагрузкой, а конденсатор 11 - фильтром второго выхода преобразоватепя. Светодиод 2 с резистором 9 и конденсатором 12 образуют обычный однополупериодный выпрямитель, где функции выпрямительного элемента выполняет "ветодиод 2, При включении нагрузки между выходными выводами 6 и 8 реализуется удвоенное выходное напряжение. При использовании синусоидального входного напряжения следует. строго подходить к выбору параметров элементов схемы, в то время как входной меандр обеспечивает устойчивую и высокоэффективную работу преобразователя без каких-либо дополнительных условий. 1 ил. динен с затвором МДП-транзистора 4с встроенным п-каналом, Сток МДПтранзистора 4 соединен с анодом светодиода 2 и первым входным выводом 5,Исток МДП-транзистора 4 объединен сего подложкой и подключен к первомувыходному вьводу 6 и одному выводупервого резистора 7Катод светодиода2 подсоединен к второму выходному выводу 8 и одному вьводу второго резистора 9, Другие выводы резисторов 7и 9 объединены и образуют общий вьвод1 ОПараллельно первому и второму ре, зисторам 7 и 9 подкпочены первый ивторой конденсаторы 11 и 12 соответственно, Дополнительный МДП-транзис 5тор 13 с встроенным р-каналом затвором соединен с подложкой МДП-транзистора 4 и анодом фотодиода 3, а егоисток и подложка подключены к второмувыходному выводу 8. Сток дополнитель Ойого МДП-транзистора соединен с катодом Фотодиода 3,Оптоэлектронный преобразовательпеременного напряжения в постоянноеработает следующим образом, 15При положительной полуволне(на выводе 5) протекает ток черезсветодиод 2, который высвечивает кванты света. Конденсатор 12 заряжаетсядо напряжения, близкого к амплитудеУь, которое и является (положительным) напряжением преобразователя.Кванты света со светодиода 2, поступая на фотодиод 3, работающий в Фотогальваническом (вентильном) режиме,генерируют,в нем вентильное напряжение, знаком "минус" прикладываемоек затвору МДП-транзистора 4 с и-каналом и знаком "плюс" к затвору ИДПтранзистора 13 с р-каналом, В результате МДП-транзисторы 4 и 13 закрыты.Таким образом, при положительнойполуволне Уэнергия с входа устрой ства поступает на выходной вывод 8. При отрицательной полуволне ПЗ 5 (на выводе 5) ток через светодиод 2 не протекает и, следовательно, вентильное напряжение на фотодиоде 3 равно нулю. В результате МДП-транзисторы 4 и 13 открыты, Через открытый 4 О МДП-транзистор 13 положительное напряжение с конденсатора 12 прикладывается к затвору МДП-транзистора 4. Это напряжение формирует открывание МДП-транзистора 4, уменьшая сопротив ление его канала. Через открытый МДП- транзистор 4 протекает ток и конденсатор 11 заряжается до напряжения, практически равного амплитуде У , которое и является (отрицательным) нап О ряжением преобразователя. Таким образом, при отрицательной полуволне энергия с входа устройства поступает на выходной вывод 6, При включении нагрузки между выходными выводамиб и 8 реализуется удвоенное выходноенапряжение, Номинал Фильтрующего конденсатора 12 должен обеспечивать постоянное выходное напряжение (с задан"ными пульсациями) при минимальномрабочем сопротивлении нагрузки,Лучшие результаты достигаются,когда форма входного напряжения име-:ет вид меандра (прямоугольная Форма0 ), Оптоэлектронный преобразовательработает в широком диапазоне БПреобразователь просто реалйэуетсяв интегральном исполнении и можетбыть основой для разнообразных вариантов преобразовательных устройстви систем. При необходимости в немможно использовать несколько оптроновпри параллельном включении светодио-,дов и последовательном включении фотодиодов,Формула и з обретенияОптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий оптрон, состоящий из фото- диода и светодиода, причем анод светодиода подключен к первому входному выводу и стоку МДП-транзистора, затвор которого подключен к катоду фотодиода исток соединен с подложкой и подключен к первому выходному выводу и одному выводу первого резистора, а катод светодиода подсоединен к второму выходному выводу, одному выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с другим выводом первого резистора и образует общий вывод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения КПД, использован МДП-транзистор со встроенным и-каналом и введены дополнительный МДП-транзистор с встроенным р-каналом и два конденсатора, первый из которых включен параллельно первому резистору, а второй - параллельно второму резистору, затвор дополнительного МДП-транзистора подключен к подложке основного МДП-транзистора и аноду фотодиода, сток - к катоду фотодиода, а исток и подложка подключены к второму выходному .выводу.1571737 оставитель В.Гороехред М.Ходанич дактор В.Трубчен орректор О, Кравцов Заказ 1520 .Тираж 500 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 НТ СССР оизводственно"издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Га