Импульсный стабилизатор напряжения

(51)5 6 05 Г 1/56 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Й 4,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТО МУ С ТЕЛ ЬСТ иотехники, и В.Н.Со-. лючевых ис- Энергоато,5 и 1,6, очастотные и, М.: Радио(71) Московский институт радэлектроники и автоматики(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 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,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 МДП- транзистора 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 ШИМ (1,2.Устройство работает следующим образом. При подаче входного напряжения и поступлении на клемму управления положительного импульса Оупр 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 Оупр и т.дПри 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"5 приложено к подложке (базе) МДП-транзистора 1, что обеспечивает его (и особеннои-р-и структуры) формированное закрывание. Запертое состояние биполярной и-р-иструктуры будет поддерживаться в течение10 всего промежутка времени, когда протекаетток в светодиоде 6,Поскольку мощные МДП-транзисторыобладают значительно более высоким быстродействием, чем биполярные, то сначала в15 МДП-транзисторе 1 будет переключатьсяМДП-структура, а уже затем биполярная. Врезультате динамические потери устройства будут определяться МДП-транзистором искажутся небольшими. Основным недостат 20 ком мощного МДП-транзистора являетсяболее высокое остаточное напряжение в открытом состоянии(по сравнению с биполярным транзистором), что приводит кповышенным потерям в статическом режиме для МДП-устройств. В предлагаемом ус. тройстве в статическом открытом состоянииименно биполярная и-р-и структура будетшунтировать МДП-структуру, в результатечего и будут иметь место лишь малые потери30 энергии, обусловленные малым остаточнымнапряжением и-р-и транзистора. Таким образом, за счет малых потерь энергии как встатическом, так и динамическом режимахреализуется повышенный КПД устройства.35 Поскольку вентильное напряжение фотодиода 7 смещает в обратном направлении(запирает) р-и переход исток-подложкаМДП-транзистора 1, то в нем имеет местозакрытое состояние биполярной и-р-и40 структуры, коллектором которой являетсяобласть стока, эмиттером - область истока,. а базой - подложка, Тот факт, что в устройстве отрицательное напряжение на подложке (базе) обеспечивает запертое состояние45 и-р-р структуры (при запертом МДП-транзисторе 1), а, следовательно, устраняет возможность возникновения вторичногопробоя о МДП-транзистора 1, и определяетповышение надежности стабилизатора,50 Формула изобретенияИмпульсный стабилизатор напряжения,содержащий МДП-транзистор с индуцированным и-каналом, исток которого подключен к минусовому входному выводу,55 дроссель, первый вывод которого соединенс первым выводом конденсатора и минусовым выходным выводом, а второй выводподключен к стоку МДП-транзистора и каноду диода, катод которого и второй выводконденсатора подключены к плюсовому вы1815626 Составитель Г,КоролевТехред М.Моргентал КорректЬр Л,Пилипенко Редактор Заказ 1635 Тираж Подписное ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 МДП транзистора соединен с выводом для подключения источника управляющего сигнала.