Преобразователь переменного напряжения в постоянное

союз советснихСОЦИАЛИСтИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ИЗОБРЕ ИДЕТЕЛЬСТВ У ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изоБРетениям и ОТКРытиямпРи Гннт сссР(53) 621.314,632 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 877744, кл. Н 02 М 7/217, 1981,Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры, Под ред. Высоцкого Б.Ф. М.: Сов.радио, 1978, с, 180, рис. 5,6 б.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖРНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, Цель изобретения - повьппение КПД при работе с входным напряжением,801504763 А 1(5 и 4 Н 02 М 7/217 форма которого отлична от прямоугальной. В преобразователе засчет введения в него схемы управления МОП-транзисторами 2 и 3,состоящей из пороговых элементов 8и 9 и двухтактных эмиттерных повторителей 6 и 7, исключается обратный ток от накопительного фильтра 5 через канал МОП-транзисторов 2и 3 во вторичную обмотку трансформатора 1 с последующим его подмагничиванием постоянной составляющей. Использование. изобретения позволит производить выпрямление любойформы переменного напряжения, включая и синусоидальную, любой частотывплоть до 1-2 МГц, при этом повысится КПД устройства за счет низкого сопротивления канала МОП-транзистора. 2 з,п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике иможет быть использовано вовторичных источниках питания радиоЭлектронной аппаратуры.Цель изобретения - повышение КЧД1 ри работе с входным напряжением,Форма которого отлична от прямоУгольной,На фиг. 1 и 2 представлены моди -Фикации преобразователя при различном исполнении порогового элемента 1на фиг. 3 - диаграммы, поясняющиеего работу,Преобразователь переменного наПряжения в постоянное содержит трансформатор 1 с вспомогательными и основной обмотками, крайние выводы ко,торой соединены с истоками соответствующих МОП-транзисторов 2 и 3.Стоки МОП-транзисторов 2 и 3 образуют первый выходной вывод для под включения нагрузки 4, которая можетбыть зашунтирована накопительнымконденсатором 5. Второй выходнойвывод образован средним выводомтрансформатора 1, К затворам МОПтранзисторов 2 и 3 подсоединены вы -10 15 20 25 30 35 . 40 45 50 55 ходы соответствующих двухтактныхэмиттерных повторителей 6 и 7, входы которых подключены к выходамсоответствующих пороговых элементов 8 и 9. Первые входы пороговыхэлементов 8 и 9 подсоединены к ис,токам, а вторые- к стокам соответствующих МОП-транзисторов 2 и 3. Шины питания двухтактных эмиттерныхповторителей и порогового элементачерез выпрямитель 10 подключены ксоответствующим вспомогательным обмоткам трансформатора,Преобразователь по фиг, 1 имеетпороговые элементы 8 и 9, состоящиеиз выполненных на прямосмещенныхдиодных переходах источников 11 и12 опорного напряжения, входы которых являются первыми входами пороговых элементов, усилителей 13 и14 на транзисторах и инверторов 15и 16. Выходы источников 11, 1 2опорного напряжения подсоединены кбазам соответствующих усилителей 13,14. Эмиттеры усилителей 13 и 14, подключенные через диодные переходы,образуют вторые выходы пороговыхэлементов 8 и 9, причем эмиттерныепереходы зашунтированы резисторами,Выходы усилителей 13 и 14 подключены к входам инверторов 15 и 16, выходы которых образуют выходы пороговых элементов 8 и 9. Бины питания источников 11 и 12 опорного напряжения, усилителей 13 и 14, инверторов 15 и 16 образуют шины питания пороговых элементов 8 и 9.Преобразователь по фиг. 2 отличается выполнением пороговых элементов в . они выполнены на компараторах 17 и 1 8 соответственно. Неинвертирующие входы компараторов 17 и 18, включенные через ограничительные резисторы 1 9 и 20, образуют первые входы пороговых элементов 8 и 9, а их инвертирующие входы, включенные через ограничительные резисторы 21 и 22, - вторые входы пороговых элементов 8 и 9. Выходы компараторов 17 и 18 являются выходами пороговых элементов 8 и 9, а шины питания компараторов 17 и 18 - их шиками питания,По сути преобразователь по фиг. 1 содержит два выпрямителя 10, а по фиг. 2 - один выпрямитель 10.Преобразователь по фиг1 работает следующим образом.В полупериод, когда к верхнему вйводу основной обмотки силового трансформатора 1 приложена положительная полуволна переменного на - пряжения, в момент времени от до г. (см.фиг.З) транзистор усилителя 13 будет закрыт, так как его переход база-эмиттер смещен в обратном направлении. При этом транзистор инвертора 1 5 находится в открытом состоянии, а затвор - исток МОП-транзистора 2 зашунтирован открытым р-и-р транзистором двухтактного эмиттерного повторителя 6. Соответственно канал сток - исток МОП-транзистора 2 находится в запертом состоянии.В момент времени 1 (фиг.З) происходит выравнивание потенциалов, а затем незначительное преобладание положительного потенциала на истоке по отношению к стоку МОП-транзистора 2, в результате этого переход база-эмиттер транзистора усилителя 13 смещается в прямом направлении, транзистор открывается, затем закрывается транзистор инвертора 15. При этом закрываются и открываются р-и-р и и-р-и соответственно транзисторы двухтактного эмиттерного повторителя 6 и на затвор МОП-транзистора 2 поступает45 БО Бб 5 15положительный потенциал от выпрями- -1тели 10, Канал сток - исток МОПтранзистора 2 открывается и ток отверхнего вывода основной обмоткитрансформатора поступает в нагрузку.По достижении времени Сз, когдапотенциал истока сравняется с потенциалом стока МОП-транзистора 2, переход база- эмиттер транзистора усилителя 13 смещается в обратном направлении, в результате данный транзистор закрывается. Затем через инвертор 15 закрывается и-р-и и открывается р-и-р транзистор двухтактного эмиттерного говторителя 6,что приводит к быстрому разрядупаразитной емкости затвор - истокМОП-транзистора и закрытию его канала сток - исток.В отрицательный полупериод работает нижнее плечо преобразователясинхронного выпрямления, работакоторого аналогична описанной выше.В целях предотвращения недопустимого обратного напряжения на пере-ходе база-эмиттер транзисторов усилителей 13 и 14 в эмиттер транзис".тора может быть включен диод, а переход база-эмиттер зашунтирован резистором. Для компенсации падениянапряжения на нем в источник опорного напряжения введен компенсирующий диод. Для осуществления регули 9ровки времени включения - выключения усилителей 13 и 14 возможен вариант подключения к источникам 11и,1 2 опорного напряжения регулировочного элемента. Применение двухтактного эмиттерного повторителяпозволяет .производить быстрый перезаряд довольно большой паразиткойемкости затвор - исток МОП-транзисторов, что в конечном итоге ускоряет время переключения МОП-транзисторов,Преобразователь по фиг. 2 работает следующим образом,В полупериод, когда к верхнемувь 1 воду основной обмотки силовоготрансформатора 1 приложена положительная полуволна переменного напряжения, в момент времени 1 - й навыходе компаратора 17 будет присутствовать отрицательный потенциал поотношению к истоку мощного переключающего трнзистора 2 и-р-и транзистор двухтактного эмиттерного повторителя 6 будет закрыт, а р-и-р 04763 6 транзистор повторителя 6 открыт.Такое состояние транзисторов двухтактного повторителя обеспечит четкоезакрытие канала мощного переключающего МОП-транзистора 6.. В момент времени й происходитвыравнивание потенциалов на входекомпаратора 17, а затем некоторое.преобладание положительного потенциала на неинвертирующем входекомпаратора 17, в результате чего навыходе компаратора 17 произойдетизменение потенциала с отрицательногб:на положительный по отношению кистоку МОП-транзистора 2. Это, в своюочередь, приведет к открытий и-р-ии закрытию р-и-р транзисторов двухтактного эмиттерного повторителя 6,20 а в конечном итоге - к открытию канала МОП-транзистора 2,и ток от верхнего вывода основной обмотки поступит в нагрузку,По достижении времени 1, когда25 потенциал стока и истока МОП-транзистора сравняется, на выходе компаратора 17 потенциал изменится наотрицательный по отношению к истоку.МОП-транзистора 2. В конечном итоге,это приведет к закрытию каналаМОП-транзистора 2.В отрицательный полупериод работает нижнее плечо преобразователя,работа которого аналогична описанной вьппе.В целях предотвращения недопустимого обратного напряжения входы компараторов 8 и 9 зашунтированы встречновключенными диодами, а в целях иск 40 лючения шунтирования переходов стокисток МОП-транзисторов 2 и 3 вовходные цепи компараторов 8 и 9 включены ограничительные резисторы 19-22. Формула изобретения1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с вспомогательными и основной обмотками, крайние выводы которой соединены соответственно с истоками первого и второго МОП-тран-зисторов, стоки которых образуют первый выходной вывод, а второй выходной вывод образован средним выводом основной обмотки трансформатора, о т л вч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения КПД, при работе с входным напряжением, форма которого отлична от прямоугольной, к затворам МОП 1504763транзисторов присоединены выводы соответствующих двухтактных эмиттерных повторителей, входы которых подключены к выходам соответствующих пороговых элементов, первыми входами подсоединенных к истокам, а вторыми - к стокам соответствующих МОПв транзисторов, причем шины питания пороговых элементов и двухтактных эмиттерных повторителей подключены через выпрямитель к соответствующим вспомогательным обмоткам трансорматора.152. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что пороговый элемент состоит из источника опорного напряжения, выход которого соединен с базой усилителя на транзисто ре, коллектором соединенного с входом ) инвертора, выход которого является выходом порогового элемента, причем первым входом порогового элемента является эмитер усилителя, включен- ный через диодный переход, вторым входом - вход источника опорного напряжения, а шинами питания - шины питания источника опорного напряжения, усилителя и инвертора.3. Преобразователь по и . 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что пороговый элемент выполнен на компараторе, его первый вход образован неинвертирующим входом компаратора, второй вход - инвертирующим входом компаратора, а шинами питания являются шины питания компаратора, причем.оба входа подключены через соответствующие ограничительные резисторы.5263/54 Тираж 647 Подписное Государственного комитета пб изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5