DD151247A1

DD151247A1 - Synchron-gleichrichter mit feldeffekttransistoren

Info

Publication number: DD151247A1
Application number: DD22150080A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Kleinfeldt
Original assignee: Wolfgang Kleinfeldt
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1981-10-08

Abstract

Die Erfindung kann als phasenempfindlicher Gleichrichter in der Nachrichten-, Mesz- und Regelungstechnik verwendet werden. Es ist das Ziel der Erfindung, den Aufwand bei einem Synchron-Gleichrichter mit Feldeffekttransistoren zu verringern. Die Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die ohne Ueberschreitung der Grenzwerte der Feldeffekttransistoren eine Erhoehung der Ausgangsspannung ermoeglicht und so eine in vielen Faellen notwendige Nachverstaerkung vermeidet. Erfindungsgemaesz ist die Aufgabe fuer einen Synchron-Gleichrichter mit FETs gleichen Leitfaehigkeitstyps, bei dem die Eingangsspannung zwischen einem ersten Eingang und einem zweiten Eingang anliegt und nicht mit dem Ausgangspotential in Verbindung steht, dadurch geloest, dasz die Bulkanschluesse der Feldeffekttransistoren einer Brueckenschaltung und jeweils ein Anschlusz zweier Taktspannungsquellen an den Ausgang einer Extremwertschaltung angeschlossen sind.

Description

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Titel der Erfindung;

Synchron - Gleichrichter mit Feldeffekttransistoren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Synchron-Gleichrichter mit Feldeffekttransistoren. Er kommt als phasenempfindlicher Gleichrichter in der Nachrichten-, Meß- und Regelungstechnik zur Anwendung, beispielsweise als Demodulator in Gleichspannungsbzw. Gleichstrom - Zerhackerverstärkern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ausgangspunkt der Erfindung ist die bekannte FET-Brückenschaltung, wie sie als Chopper oder Synchron-Gleichrichter eingesetzt wird. Insbesondere beim Einsatz als Demodulator in Chopperverstärkern der Meß-, Steuer- und Hegelungstechnik, deren Ein- und Ausgangsspannungen durch die zulässigen Grenzwerte der FEiDs so stark begrenzt wird, daß ein Gleichspannungsverstärker nachgeschaltet werden muß, um den Normpegel der Steuer- und Regelanlage (z.B. + 10 V) zu erreichen. Das erhöht einerseits den Aufwand und bringt andererseits durch die Off set spannung und die Drift des nachgeschalteten Verstärkers Verschlechterungen der technischen Kennwerte des gesamten Meßverstärkers mit sich. Bei bekannten Synchron-Gleichrichtern mit FETs wird die Ausgangs spannung besonders stark begrenzt durch den maximal zulässigen Wert der Source-Bulk—Spannung und die Forderung, den pn-übergang zwischen Bulk und dem Kanal (Source,Drain) nicht in Durchlaß-

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richtung zu betreiben; siehe radio-fernsehen-elektronik 27 (1978) H.1 S. 765-766 „PhasenempfincHicher Gleichrichter als Präzisionsgleichrichter'¹, E, Altmann. Die p-Kanal-MOSFETs werden hier mit einer festen positiven Б ulk ν or Spannung betrieben· Ist eine gleich große Aussteuerung mit positiven und negativen Spannungen gefordert, so ist die mögliche Ausgangsspannung in einer Polarität auf die Hälfte des zulässigen Source-Bulk-Spannung begrenzt·

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, den Aufwand bei einem Synchron-Gleichrichter mit Feldeffekttransistoren zu verringern,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ss ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung für einen Synchron-Gleichrichter mit Feldeffekttransistoren zu schaffen, der ohne Überschreitung der Grenzwerte der FETs eine Erhöhung der Ausgangsspannung ermöglicht und so eine in vielen Fällen notwendige Nachverstärkung vermeidet·

Erfindungsgemaß ist die Aufgabe für einen Synchron-Gleichrichter mit FETs gleichen Leitfähigkeitstyps, bei dem die Eingangsspannimg zwischen einem ersten Eingang und einem zweiten Eingang anliegt und nicht mit dem Ausgangspotential in Verbindung steht, dadurch gelöst, daß die BUlkanschlüsse der Feldeffekttransistoren einer Brückenschaltung und jeweils ein Anschluß zweier Taktspannungsquellen an den Ausgang einer Extremwert schaltung angeschlossen sind«

Der zweite Anschluß der Taktspannungsquellen ist mit den Gateanschlüssen der Feldeffekttransistoren der Brückenschaltung verbunden·

Die beiden Eingänge der Extremwertschaltung sind an die beiden Eingänge des Synchron-Gleichrichters angeschlossen·

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Ausfuhr ungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden, Fig. 2 zeigt eine mögliche Realisierung der Erfindung mit I¹ETs vom P-Kanal-Anreicherungstyp. Die Schaltungsanordnung besitzt die beiden Eingänge 4 und 5, den Ausgangsanschluß 3 und den Anschluß 6 für das Bezugspotential des Ausgangs* Die Eingangsspannung liegt zwischen den Eingängen 4; 5 an, ist aber nicht auf das Potential des Ausgangs bezogen» Vier FETs sind zu einer Demodulatorbrücke 1 zusammengeschaltet, die von zwei frequenzgleichen, aber gegenphasigen Taktspannungsquellen 10 und 12 gesteuert wird. Die BUlkanschlüsse aller FETs sind über einen Widerstand 11 mit einem gemeinsamen Anschluß beider Taktspannungsquellen und mit dem Ausgang 17 einer Extremwertschaltung 2 verbunden» Die Eingänge 18, 19 der Extremwertschaltung sind an die Eingänge des Synchron-Gleichrichters 4; 5 angeschlossen· Die Extremwert schaltung ist hier eine Maximumßchaltung und besteht im einfachsten Fall eingangsseitig aus zwei Dioden 7; 8 geringer Flußspannung, deren Katoden ausgangsseitig verbunden sind und über einen Widerstand 9 an das Bezugspotential 6 des Ausgangs gelegt sind. Der Widerstand 11 begrenzt im Störungsfall den Strom über den Bulkanschluß und schützt damit den betreffenden FET, Die Widerstände 15» 16 zwischen den Taktspannungsquellen 10; 12 und den Gateanschlüssen der FETs begrenzen im StörUDgsfall den Strom über eventuell vorhandene Gateschutzdioden der FSTs.

Da in der Regel die Anstiegs- bzw. Abfallzeit des Ausgangssignals wesentlich größer ist als die Periodendauer des Modulationstaktes bzw. der Taktfrequenz, wird zwischen dem Ausgang 3 und dem Bezugspotential 6 des Ausgangs ein Kondensator 14 angeschlossen, der unerwünschte Spannungsspitzen am Ausgang beim Umschalten des Demodulators (und Modulators) vermeidet· Es ist weiterhin zweckmäßig, zwischen dem Ausgangsanschluß

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der Extremwert schaltung 2 und dem Bezugspotential des Ausgangs einen Kondensator 13 anzuschließen, der unerwünschte Spannungsspitzen an den BUlkanschlüssen durch Umschalten des Modulators und die Signalverzögerung des im allgemeinen zwischen Modulator und Demodulator geschalteten Wechselspannung sverstärkers bzw. der Übertragungsleitung vermeidet.

Die erhöhte Aussteuerbarkeit des beschriebenen Synchron-Gleichrichters mit FETs wird dadurch erreicht, daß das Bulkpotential nicht festliegt, sondern von der Spannung an den Eingängen mitgeführt wird. Das Bulkpotential stellt sich auf den höchsten positiven Spannungswert beider Eingänge ein und sinkt bei negativer Eingangsspannung auf Null. Durch diese Maßnahme kann bei beiden Polaritäten des Ausgangs signals der volle zulässige Wert der Source-Bulk-Spannung ausgenutzt werden· Die mögliche Ausgangsspannung beträgt damit etwa das Doppelte der möglichen Ausgangsspannung bei festem Bulkpotential und in vielen Fällen kann auf eine Nachverstärkung verzichtet werden.

Weitere Realisierungen, insbesondere mit anderen FET-Typen bzw· anders aufgebauten Extremwert schaltung en sind möglich· Werden FETs ohne herausgeführten Bulkanschluß verwendet, entfällt die Verbindung der Bulkanschlüsse mit dem Ausgang der Extremwertschaltung, der dann nur mit den beiden Taktspannungsquellen verbunden ist«

Claims

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¹ Erfindung sanspruch

Synchron-Gleichrichter mit Feldeffekttransistoren gleichen beitfähigkeitstyps in Brückenschaltung (1), Ъеі dem die Eingangsspannung zwischen einem ersten Eingang (4) und einem zweiten Eingang (5) anliegt und nicht mit dem Ausgangspotential (3; 6) in Verbindung steht, zwei gegenphasigen Taktspannungsquellen (10; 12) und einer Extremwertschaltung (2), gekennzeichnet dadurch, daß die Bulkanschlüsse der Feldeffekttransistoren und jeweils ein Anschluß der Takt Spannungsquellen (10; 12) an den Ausgang (17) der Extremwertschaltung (2) angeschlossen sind und der zweite Anschluß der Taktspannungsquellen (10; 12) mit den Gateanschlüssen der Feldeffekttransistoren verbunden ist und die Eingänge (18; 19) der Extremwert schal tung (2) an die Eingänge (4; 5) des Synchron-Gleichrichters angeschlossen sind.

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