Преобразователь постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 991 559(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 13.07.81 (21) 3321 б 31/24-07 Р 1 М К з с присоединением заявки М Н 02 М 3/335 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени А.А, Шишков, Д.В. Игумнов, И.С.и А.Г. Зайцев осковский институт радиотехникии автоматики(71) Заявитель ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ О Изобретение относится к электротехнике и, в частности к преобразователям постоянного напряжения, используемым в качестве источников вторичного электропитания систем радиоэлектроники и автоматики, особенно в тех случаях, когда первичный источник питания имеет низкое напряжение (солнечные батареи,. радиоизотопные Элементы и т.п.). Известен преобразователь постоянного напряжения с низковольтным питанием, содержащий пьезоэлектрический трансформатор, секция возбуждения пьезотрансформатора которого включена в двигатель моста, образованного четырьмя транзисторами, К другой диагонали моста присоединен внешний ис" точник постоянного напряжения. База каждого транзистора присоединена к соответствующей обкладке обратной связи пьезотрансформатора и через ре- зистор - к упомянутому источнику напряжения, К электродам генераторной секции пьезотрансформатора подключен выпрямитель . Положение обкладок обратной связина пьезопластине выбирается таким образом, чтобы напряжения на базах транзисторов, электроды которых соединены друг с другом, были в противофазе (1).Недостатком укаэанного устройства является низкий КПД при малых напряжениях источников питания. Он обусловлен тем, что напряжение на обкладках обратной связи " синусоийальное, и при уменьшении напряжения источника питания его амплитуда становится недостаточной для обеспечения клю" чевого режима работы транзисторов. Кроме того, устройство имеет низкую надежность, обусловленную значитель-. ныа числом выводов и обкладок пьезо трансформатора. Наиболее близким к изобретению является преобразователь, в котором секция возбуждения пьезотрансформатора через электронные ключи, соединенные по двухтактной схеме, подключена к входньи выводам преобразователя, а генераторная секция через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам инвертора и задающий генератор этого преобразователя подкюдочен по выходу к цепям управления электронными ключами, а по цепи синхронизации связан с генераторной секцией (2.Недостатком преобразователя явля"ется отсутствие защиты при короткомзамыкании на выходе, Цель изобретения - обеспечение за щиты от короткого замыкания на выходе.Эта цель достигается тем, что в преобразователе цепь питания задающе" го генератора соединена с выходными выводами преобразователя, а цепь управления одного иэ электронных клю" йей через диод соединена с генераторной секцией пьезотрансформатора.На чертеже изображена схема предлагаемого пьезоэлектрического преоб 10 разователя напряжения с низ ковольтным 15 питанием. Схема содержит пьезоэлектрический трансформатор 1, МОП-транзисторы 2-5, задающий генератор 6 прямоугольныхимпульсов, цепь 7 питания генератора, вход синхронизации 8 генератора,неинвертирующий выход 9 генератора,инвертирующий выход 10 генератора,выпрямитель 11, сглаживающий фильтр12, внешний источник 13 постоянногонапряжения, обкладки 14 и 15 секциивозбуждения, обкладку 16 генераторной секции, внешнее сопротивлениенагрузки 17, развязывающий диод 18.Стоки транзисторов 2 и 5 подсоединены к плюсу внешнего источника 13 питания, а истоки транзисторов 3 и 4к минусу источника 13, являющимся,общей точкой, Исток транзистора 2соединен со стоком транзистора 3 иобкладкой 14, Исток транзистора 5соединен со стоком транзистора 4 иобкладкой 15. Внешнее сопротивлениенагрузки 17 через выпрямитель 11 ифильтр 12 соединено с обкладкой 16.К выходу выпрямителя 12 подключенацепь 7 питания генератора 6. Входсинхронизации 8 подключен к обкладке 20 30 40 16. Неинвертирующий выход 9 соединен с затворами транзисторов 3 и 5. Инвертирующий выход 10 соединен с зат ворами транзисторов 2 и 4. Затворы транзисторов 3 и 5 соединены через диод 1 8 с обкладкой 16.Предлагаемый преобразователь на- . 50 пряжения работает следующим образом.Переменное напряжение с резонанс- ной частотой пьезотрансформаторар с обкладкой 16 поступает на высокоомный вход синхронизации 8 и запускает задающий генератор 6. С выходов 10 и 9 на затворы транзисторов ключевого усилителя мощности 2-5 поступает напряжение в виде меандра с частотой и амплитудой, равной напряжению на выходе преобразователя. На .пряжения на выходах 9 и 10 находятся в противофазе, поэтомукогда травзисторы 5 и 3 открыты, то 2 и 4 закрыты и наоборот, В этом случае напряжение между обкладками 14 и 15 65 имеет вид меандра с амплитудой импульсов вдвое большей напряжения ис.точника питания и частотОй 1 р, Транзисторы 2-5 работают в ключевом режиме, обеспечивающем максимальныйКПД,Напряжение между обкладками 14и 15 вызывает появление синусоидального напряжения на обкладке 16 счастотой 1 р и амплитудой в К разбольшей, чем напряжение источника 13питания, где К - коэффициент трансформации пьезотрансформатора. Выпрямленное и сглаженное напряжение поступает на сопротивление нагрузки 17и цепь питания задающего генератора6. Схемы генераторов прямоугольныхимпульсов известны, Например, можетбыть использован ждущий мультивибратор на КМОП-транзисторах.Для увеличения надежности преобразователя, а также для его запускасинусоидальное напряжение с обкладки 16 поступает на затворы транзисторов 3 и 5 через диод 18, который исключает прохождение напряжения с выхода 9 на вход 8.В случае короткого замыкания сопротивления нагрузки или временногоотключения источник питания напряжение на выходе преобразователя малодля обеспечения работы задающего генератора. Напряжение на затворахтранзисторов 2-4 близко к нулю, исопротивления их каналов значительные.Некоторое время после снятия короткого замыкания на выходе преобразователя он будет работать с низкимКПД как автогенератор на транзисто-.рах 3 и 5 с постоянными сопротивлениями каналов другой пары транзисто"ров в цепи стока 3 и истока 5. Когда же напряжение на выходе преобразователя станет достаточным для обеспечения работы задающего генератора6, КПД преобразователя возрастает,Изобретение позволяет обеспечить защиту от коротких замыканий на выходе. формула изобретенияПреобразователь постоянного напряжения, содержащий пьезоэлектрический трансформатор, секция возбуждения которого через электронные ключи, соединенные по двухтактной схеме, подключена к входнью выводам преобразователя, а генераторная секция через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам иивертора и/ задающий генератор прямоугольных импульсов, вход синхронизации которого соединен с генераторной секцией пьезоэлектрического трансформатора, а991559 Составитель В. Ионнедактор Н. Пумненкова Техред Ъ,Бабинец Корректор Г ник 74 тираж 685 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035 у Москва, Ж"35, РаушПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5 Заказ 16 филиал ППП ффПатентф, г, Ужгород, ул. Проектна выход соединен с цепями управления электронными ключами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения защиты от коротких замыканий на выходе, цепь питаний указанного задающего генератора соединена с5 выходными выводами преобразователя, а цепь управления одного из указанных электронных ключей соединена через диод с генераторной секцией- пьезоэлектрического трансформатора. ф Источники информации,принятые во внимание при экспертизе