Преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 51) Н 02 М 3/07 СУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1, Патент Японии Р 49-6610, кл. Н 02 М 3/14, 1974.2. Патент Великобритании У 1436296, кл. Н 02 И 3/24, 1976, (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННО. ГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий генератор импульсов, вход которого соединен с источником входного напряжения, и фильтрующий конденсатор, включенный между выходными выводами, о т л и - ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей за счет уменьшения потерь выходного напряжения, в него дополнительно введены две группы транзисторов,каждая нз которых включает р-й-р- и дд-р-д 1-транзисторы причем в первой группе база р-дд -р-транзистора соединена с базой,н -ртранзистора, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с эмиттером и коллектором р-и-р-транзистора второй группы, база которого соединена с базой о-р-и-транзистора второй группы, коллекторы,р-н-р-транзистора первой группы и о-р-и-транзистора второй группы подключены к соответствующим обкладкам фильтрующего конденсатора, эмиттер п-р-о-транзис-, тора второй группы подключен к отрицательному выводу источника вход- ас ного напряжения, а эмиттер, р-и-ртранзистора первой групйы через дойолнительно введенный резистор - к положительному выводу источника входного напряжения и через дополнительно введенный конденсатор - к выходу генератора импульсов,11388Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля преобразования малого постояннофго напряжения, например, при децентра"лизованном питании отдельных радиоэлектронных узлов,Известно устройство преобразования напряжения без использования трансформаторных элементов, содержащеедва полупроводниковых переключатець.- 1 Оных элемента, которые соединены после"довательно друг с другом и состояния которых (открытое, закрытое)взаимно противоположны. . Последовательная цепочка, состоящая из полупроводниковых переключательныкэлементов, включается параллельноисточнику питания. Параллельно каждому переключательному элементувключена последовательная цепочка из 20конденсатора и диода, вследствие чего происходит слежение напряжений,до которых заряжен. каждый конденсатор 13.Недостатками этого устройства являются большая инерционность и значительныз массогабаритные показатели.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство, содержащее генератор, который питается от низковольтного источника. Выходной сигнал генератораповышается пьезоэлектрическим трансформатором, выходной сигнал котороговыпрямляется диодом для полученияпостоянного напряжения, Дополнительный диод используется для прибавления напряжения низковольтного источника к выходному напряжению выпрямительного диоца Г 2340Недостатком известного устройстваявляются болыпие потери выкодного напряжения ьри низких уровнях входногонапряжения за счет падения напряжения на выпрямительных диодахю что 45приводит к недостаточно высоким массогабаритным показателям,Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей за счет уменьшения потерь выходного на пряжения преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения, содержащий генератор импульсов, вход которого соединен с источником входного напряжения, и фильт рующий конденсатор, включенный между выходными выводами, дополнительно 62. 2введены две группы транзисторов, каждая из которых включает р-и-р- и1-р-п-транзисторы, причем в первойгруппе база р-и-р-транзистора соединена с базой -р-п-транзистора, эмиттер и коллектор которого соединенысоответственно с эмиттером и коллектором р-и-р-трайзистора второй группы,база которого соединена с базой -р-итранзистора второй группы, коллекторыр-Ь-р-транзистора первой группы и .и-р-п-транзистора второй группы подключены к соответствующим обкладкамфильтрующего конденсатора, эмиттерЬ-р-о-транзистора второй группы подключен к отрицательному выводу источника входного напряжения, а эмиттерр-ь-р-транзистора первой группы через дополнительно введенный резистор;Подключен к положительному выводуисточника входного напряжения и черездополнительно введенный конденсаторк выходу генератора импульсов.На фиг, 1 представлена схема преобразователя постоянного напряжения;на фиг. 2 - зависимость выходного напряжения отвходного для предлагаемого преобразователя,Преобразователь (фиг. 1) содержитвходной источник 1 постоянного напряжения, генератор 2 импульсов,фильтрующий конденсатор 3, две группы из биполярных транзисторов 4, 5 и6.и 7, образующие инжекционную сборку резистор 8 и конденсатор 9.База транзистора 4 соединена с базой транзистора 5,эмиттер и коллектор транзистора 5 соединены с эмиттером и коллектором транзистора 6соответственно, а база транзистора 6. соединена с базой транзистора 7, коллекторы транзисторов 4 и 7 подключены к фильтрующему конденсатору 3, а эмиттер транзистора 7 подключенк отрицательному выводу входного источника 1 постоянного напряжения, эмиттер транзистора 4 через резистор 8 подключен к положительному выводу входного источника 1 и через конденсатор 9 к выходу генератора 2 импульсов.Основой преобразователя малых постояннык напряжений является инжекционная сборка на транзисторах 4-7, В предлагаемом преобразователе, являющемся устройством повышения уровня малого напряжения, используетсясложение малых выходных (инжекцион1138862 3ных) напряжений каждого из (четырех) биполярных транзисторов, входящих в сборку. При подаче напряжения на транзисторную, сборку каждый транзистор, входящий в нее, работает в инжекционном режиме. В этом случае к коллекторному переходу транзисторов не прикладывается никакого внешнего смещения, а к эмиттерному переходу прикладывается прямое смещение, за 1 О счет которого протекает ток эмиттера. При этом носители заряда, инжектированные в базу из эмиттера, будут проходить ее и экстрагироваться коллектором, За счет избыточного за ряда основных носителей в коллекторе появляется инжекционное напряжение. Максимальная величина этого напряжения в основном определяется равновесной высотой потенциального ба рьера коллекторного перехода и для кремниевых транзисторов примерно равна 0,7-0,8 В.Использование несколькж р-л-р- и л-р-и-транзисторов дает возможность повысить максимальную 25 величину выходного напряжения инжек-,. ционной сборки, поскольку р-и переходы транзисторов включены последовательно. Изменяя количество транзисторов в сборке, можно реализовать необходимое выходное напряжение. В определенном диапазоне малых напряжений (десятые доли и единицы вольт) выходное напряжение преобразователя (при заданном входном) с инжекционной транзисторной сборкой оказывается больше (максимально в 2 раза), чем в аналогичном преобразователе, использующем выпрямительные диоды.40Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом. Постоянное напряжение положительной полярности О 8 с источника 1 постоянного напряжения является напряжением питания для генератора 2 импульсов и напряжением смещения дпя инжекционной сборки, состоящей из транзисторов 4-7, Постоянное входное напряжение с помощью генератора 2 импульсов преобразуется в импульсное напряжение с амплитудой, примерно равной О . По цепи резистора 8 задается напряжение смещения для инжекционной сборки. С помощью конденсатора 9 осуществляется сложение напряжений на входе инжекционной сборки, При поступлении:. импульсов с генератора 2 на вход инжекционной транзисторной сборки на ее выходе тоже появляются импульсы напряжения. С помощью фильтрующего конденсатора 3 выходное напряжение преобразуется в постоянное. Схемы генераторов прямоугольных импульсов хорошо известны.В предлагаемом устройстве, например, может быть использован генератор,собранный по схеме мультивибратора Таким образом, за счет использования инжекционной сборки на транзисторах 4-7 преобразователь малых постоянных напряжений характеризуется низкими потерями напряжения Уменьшение потерь выходного напряжения позволяет уменьшить энергоемкость внешних источников питания, что особенно перспективно для устройств, питающихся от батарей.Преобразователь малых постоянных напряжений может быть реализован в интегральном исполнении.