RU1775812C - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  преобразовани  посто нных напр жений , например дл  электропитани  интегральных схем. Сущность изобретени ; в преобразователе посто нного напр жени , содержащем два МДП-транзистора 1 и 2, первый из которых имеет р-канал, а второй n-канал, стабилитрон 3, три конденсатора 4, 5. 6 и сопротивление нагрузки 7, достигаетс  расширение функциональных возможностей за счет делени  входного напр жени . При этом первый вывод сопротивлени  нагрузки 7 подключен к первой обкладке конденсатора 4 и катоду стабилитрона 3, анод которого подключен к второй обкладке конденсатора 4, первой обкладке конденсатора 5,второму выводу сопротивлени  нагрузки 7 и минусовой клемме источника входного напр жени , плюсова  клемма которого подключена к истоку с подложкой МДП- транзистора с р-каналом 1, сток которого подключен к первой обкладке конденсатора 6,а исток и подложка МДП-транзистора с л-каналом 2 соединены между собой. Вторые обкладки конденсаторов 5 и 6 подключены к стоку МДП-транзистора с п-каналом 2, исток которого подключен к катоду стабилитрона 3, 1 ил. (Л С

Description

7

xi XI

СП 00

к

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  преобра- зовани  посто нных напр жений, например, дл  электропитани  интегральных схем.

Известны бестрансформаторные преобразователи напр жени , предназначенные дл  электропитани  интегральных схем. Такие преобразователи за счет делени  напр жени  на конденсаторах позвол ют понизить выходное напр жени  до величин, примен емых в интегральных схемах , Дл  делени  напр жени  конденсаторы зар жаютс  последовательно (от источника входного напр жени ), переключаютс  в параллельное соединение и затем разр жаютс  на нагрузку. Дл  коммутации используютс  диоды и различные транзисторные ключи. Недостатками таких преобразователей  вл етс  большое количество конденсаторов, коммутирующих элементов и устройств.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  преобразователь посто нного напр жени , содержащий два МДП-транзистора, один из которых имеет р-, а другой n-канал, два диода, два стабилизатора , три конденсатора и два резистора,  вл ющиес  нагрузками устройства, первые выводы которых подключены к источнику с подложкой МДП-транзистора с n-каналом, аноду первого стабилитрона, катоду второго стабилитрона, первым обкладкам второго и третьего конденсаторов и минусовой клемме источника входного напр жени , плюсова  клемма которого подключена к истоку с подложкой МДП-транзистора с р-каналом, сток которого подключен к стоку МДП-транзистора с n-каналом и первой обкладкэ первого конденсатора , втора  обкладкэ которого подключена к катоду второго диода и аноду первого диода, катод которого подключен к катод/ первого стабилитрона, второй обкладке второго конденсатора и второму выводу первого резистора, а второй вывод второго резистора подключен к анодам второго диода и второго стабилитрона и второй обкладке третьего конденсатора. Такой преобразователь обеспечивает два выходных посто нных напр жени  (одно положительное и одно отрицательное). Основным недостатком прототипа следует считать отсутствие (существенного) понижени  выходного напр жени  относительно входного , т.е. делени  напр жени , что не всегда позвол ет использовать преобразователь в устройствах электропитани  интегральных схем.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей преобразовател  за счет осуществлени  входного напр жени  до уровней, примен емых дл 

электропитани  интегральных схем,

Указанна  цель достигаетс  в преобразователе посто нного напр жени , содержащем два МДП-транзистора, один из которых имеет р-, а другой n-канзл, стаби0 литрон, три конденсатора и сопротивление нагрузки, первый вывод которого подключен к первой обкладке первого конденсатора и катоду стабилитрона, анод которого подключен ко второй обкладке первого кон5 денсатора, первой обкладке второго конденсатора , второму выводу сопротивлени  нагрузки и минусовой клемме источника входного напр жени , плюсова  клемма которого подключена к источнику с подложкой

0 МДП-транзистора с р-каналом, сток которого подключен к первой обкладке третьего конденсатора, а источник и подложка МДП- транзистора с n-каналом соединены между собой, за счет того, что вторые обкладки

5 второго и третьего конденсаторов подключены к стоку МДП-транзистора с п-каналом, исток которого подключен к катоду стабилитрона .

На чертеже представлена принципи0 альна  схема преобразовател  посто нного напр жени , состо ща  из МДП-транзистора с индуцированным р-каналом 1, МДП- транзистора с индуцированным п-каналом 2, стабилитрона 3, трех конденсаторов 4, 5

5 и 6, сопротивлени  нагрузки 7. Плюсова  клемма источника входного напр жени  подключена к источнику с подложкой МДП- транзистора 1, сток которого подключен к первой обкладке конденсатора 6. Источник

0 и подложка МДП-транэистора 2 подключены к катоду стабилитрона 3, первой обкладке конденсатора 4 и первому выводу сопротивлени  нагрузки 7, второй вывод которого подключен к аноду стабилитрона 3,

5 второй обкладке конденсатора 4, первой обкладке конденсатора 5 и минусовой клемме источника входного напр жени . Вторые обкладки конденсаторов 5 и 6 подключены к стоку МДП-транзистора 2. Сигналы управ0 лени  устройством подаютс  на затворы силовых МДП-транзисторов 1 и 2.

Преобразователь работает следующим образом.

При открытом МДП-транзисторе 1 и за55 крытом МДП-транзисторе 2 происходит зар д конденсаторов 5 и 6 от источника входного напр жени  UBx. При этом величина зар да в каждом конденсаторе одинакова , а напр жение на конденсаторе 5

стремитс  к своей величине Ucs UexCe/fCs

+ Се), где Cs. Се - величины емкостей конденсаторов 5 и 6 соответственно. В зависимости от конкретных величин емкостей конденсаторов 5 и 6 можно получить практически любое значение DCS (меньшее UBX).

При изменении состо ний МДП-транзи- сторов 1 и 2 на противоположные конденсаторов 5 частично разр жаетс , зар жа  при этом конденсатор 4, емкость которого еле- дует брать много меньшей, чем емкость конденсатора 5. Стабилитрон 3 ограничивает уровень напр жени  на нагрузке 7, определ   верхнее напр жение на конденсаторе 4, Отметим, что и конденсатор 6 может немно- го разр дитьс  через свое сопротивление утечки. После же очередного открывани  МДП-транзистора 1 м закрывани  МДП- транзистора 2 происходит подзар д конденсатора 5 (и конденсатора 6) от источника до заданных величин.

Итак, за вленное устройство позвол ет получить на своем выходе посто нное напр жение , существенно меньшее UBx за счет делени  напр жени  на конденсаторах (без использовани  моточных изделий). Оно может стать основой при создании более сложных и совершенных преобразовательных устройств и систем.

Экспериментальна  проверка преобра- зовател  посто нного напр жени  была проведена на МДП-транзисторах КП701, 2П702,2П703,2П803 и лабораторных образцах . По сравнению с прототипом в за вленном устройстве удалось получить выходное напр жение существенно меньших величин , чем UBX. Так, при UBX - 50 В в зависимости от использовани  конкретных элементов удавалось получить выходное напр жение 0,7-20 В.

Хот  экономический эффект в за вл емом устройстве не создаетс , технологи  его изготовлени  практически не усложн етс . При использовании преобразовател  посто нного напр жени  экономический эффект может быть достигнут за счет осуществлени  делени  входного напр жени  до уровней, примен емых дл  электропитани  интегральных схем. Этот эффект можно будет оценить после изготовлени  опытного образца и использовани  в конкретной ап паратуре.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь посто нного напр жени , содержащий два МДП-транзистора, один из которых имеет р-канал, а другой n-канал, стабилитрон, три конденсатора и сопротивление нагрузки, первый вывод которого подключен к первой обкладке первого конденсатора и катоду стабилитрона, анод которого подключен к второй обкладке первого конденсатора, первой обкладке второго конденсатора, второму выводу сопротивлени  нагрузки и входному выводу дл  подключени  минусовой клеммы источника входного напр жени , а к входному выводу дл  подключени  плюсовой клеммы подключены исток с подложкой МДП-транэи- стора с р-каналом, сток которого подключен к первой обкладке третьего конденса гора, причем исток и подложка МДП-транзистора с n-каналом соединены между собой.о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет делени  входного напр жени , вторые обкладки второго и третьего конденсаторов подключены к стоку МДП-транзистора с п- каналом, исток которого подключен к катоду стабилитрона.