Бестрансформаторный преобразователь постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву -1) М,Кп,(22) Заявлено 060880 (21) 2971718/24-07 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Н 02 М 3/335 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53 УДК 621314. ,57(088.8) Опубликовано 150682. Бюллетень М 22 Дата опубликования описания 1506.82 с(54) БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может бытьиспользовано при разработке вторичных источников питания, преобразующих постоянное напряжение первичногоисточника в более высокое постоянное напряжение.Известны повышающие бестрансформаторные преобразователи, содержащие умножитель напряжения на основевентильно-конденсаторной цепочки,в которых частота переэаряда плечумножителя задается отдельным генератором 1 и (2)Недостаток известных преобразователей заключается в том, чтоприизменении числа каскадов умножениячастоту генератора необходимо кор-.ректировать для получения оптимального режима работы,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является преобразователь, содержащий умножнтельнапряжения на основе вентильно-конденсаторной цепочки и задающий симметричный мультивибратор, При заданных величинах емкостей конденсаторовв плечах цепочки, число каскадовумножения и токе заряда плеч цепочкисуществует определенная оптимальная частота работы мультивибратора,прикоторой достигается максимальноезначение умноженного выходного напряжения 3,Однако в процессе эксплуатации,например, при изменении температуры,вследствие ухода номиналов емкостейконденсаторов, частота задающегогенератора 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 иупрощение настройки путем автоматической установки оптимальной частотыпреобразования.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователе, содержащем мультивибратор н умножительнапряжения, выполненный на основевентильно-конденсаторной цепочки,указанный мультивибратор выполненв виде НБ-триггера, каждый выходкоторого соединен с одним иэ входовчерез последовательно соединенныебуферный каскад и компаратор, а кон 936282денсаторные плечи умножителя напряжения соединены с выходами буферныхкаскадов.На фиг.1 изображена структурнаясхема преобразователя; на фиг.2форма импульсов напряжения в плечахвентильно-конденсаторной цепочки,Преобразователь содержит компараторы 1 и 2, подключенные ко входамВЯ-триггера 3, буферные выходныекаскады 4 и 5, с помощью которых 10формируются импульсные последователь"ности П, У перезаряда конденсаторныхплеч 6 и 7 умножителя напряжения 8,общий вывод 9.Преобразователь работает следующимобразом.В одном из устойчивых состоянийВЯ-триггера 3 первое плечо б умножителя 8 (вход Б) посредством буферногокаскада 4 соединено с общим выводом9. Конденсаторы второго плеча 7 20(вход 0) умножителя 8 заряжаются отбуферного каскада 5, При достиженииопределенного уровня напряжения, устанавливаемого компаратором 2, НЯ триггер 3 переключается в другое устойчивое состояние. При этом через буферный каскад 4 начинается заряд первого конденсаторного плеча б (вход О)умножителя напряжения 8, а второеплечо 7 (вход О) соединяется с общей 30шиной 9 посредством буферного каскада 5. При достижении уровня напряжения, устанавливаемого компаратором 1, триггер 3 переходит на своепервоначальное состояние. Далее 35процесс повторяется,форма импульса (скорость зарядаи разряда конденсаторных плеч б и 7)определяется буферными каскадами4 и 5. При заряде от источника 40тоКа и мгновенном разряде, Формаимпульсов имеет вид, показанный нафиг.2.Выходное напряжение 08, умножителя напряжения 8 зависит от амплитудынапряжения и частоты импульсов, перезаряда конденсаторных плеч 6 и 7цепочки. С ростомчастоты уменьшается внутреннее сопротивление цепочки и следовательно растет выходное напряжение преобразователя.При превышении некоторой оптимальнойчастотМ Пц, начинает уменьшаться,так как конденсаторные плечи б и 7не 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 изобретенияБестрансформаторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий мультивибратор и умножительнапряжения, выполненный на основевентильно-конденсаторной цепочки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения стабильности выходного напряжения и упрощения настройки, упомянутый мультивибратор выполнен в виде ЙЯ-триггера, каждыйвыход которого соединен с одним извходов через вновь введенные последовательно соединенные буферный каскад и компаратор, а конденсаторныеплечи умножителя напряжения подключены к выходам буферных каскадов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании Р 2010604,кл, Н 02 М 3/10, 1978.2. Авторское свидетельство СССР9 526991, кл. Н 02 М 3/335, 1977.3. Авторское свидетельство СССРР 301796 кл. Н 02 М 5/00, 1971.936282 ря У 7. Р Составитель И. НикитинРедактор И, Митровка Техред К.Мыцьо Корректор М, Шаро Эаказ 424 НИИ 13035, М ПП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф Тираж 721Государственногоелам изобретенийсква, Ж-З 5, Раушс Подписноеомитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5