SU1504763A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани  радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  - повышение КПД при работе с входным напр жением, форма которого отлична от пр моугольной. В преобразователе за счет введени  в него схемы управлени  МОП-транзисторами 2 и 3, состо щей из пороговых элементов 8 и 9 и двухтактных эмиттерных повторителей 6 и 7, исключаетс  обратный ток от накопительного фильтра 5 через канал МОП-транзисторов 2 и 3 во вторичную обмотку трансформатора 1 с последующим его подмагничиванием посто нной составл ющей. Использование изобретени  позволит производить выпр мление любой формы переменного напр жени , включа  и синусоидальную, любой частоты вплоть до 1-2 МГц, при этом повыситс  КПД устройства за счет низкого сопротивлени  канала МОП-транзистора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во рторичных источниках питани  радио- электронной аппаратуры. ; Цель изобретени  - повышение КПД Ьри работе с входным напр жением, форма которого отлична от пр мо- УгОЛЬной.

; На фиг, 1 и 2 представлены модификации преобразовател  при различ- IHOM исполнении порогового элемента; |на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие |его работу.

I Преобразователь переменного на- р жени  в посто нное содержит тран |сформатор 1 с вспомогательными и ос 1новной обмотками, крайние выводы ко |торой соединены с истоками соответствующих МОП-транзисторов 2 и 3. Стоки МОП-транзисторов 2 и 3 обра1зуют первый выходной вывод дл  под-

. ключени  нагрузки 4, котора  может

быть зашунтирована накопительным конденсатором 5. Второй выходной ;вывод образован средним выводом :трансформатора 1 . К затворам МОП- : транзисторов 2 и 3 подсоединены вы- ходы соответствующих двухтактных эмиттерных повторителей 6 и 7, входы которых подключены к выходам соответствующих пороговых элемен- тов 8 и 9. Первые входы пороговых I элементов 8 и 9 подсоединены к ис- iтокам, а вторые- к стокам соответ- ;ствующих МОП-транзисторов 2 и 3. Ши ны питани  двухтактных эмиттерных ;повторителей и порогового элемента через выпр митель 10 подключены к соответствующим вспомогательным об- моткам Трансформатора.

Преобразователь по фиг. 1 имеет пороговые элементы 8 и 9, состо щие из выполненных на пр мосмещенных диодных переходах источников 11 и 12 опорного напр жени , входы которых  вл ютс  первыми входами пороговых элементов, усилителей 13 и 14 на транзисторах и инверторов 15 и 16. Выходы источников 11, 12 опорного напр жени  подсоединены к базам соответствующих усилителей 13 14. Эмиттеры усилителей 13 и 14, поключенные через диодные переходы, образуют вторые выходы пороговых элементов 8 и 9, причем эмиттерные переходы зашунтированы резисторами. Выходы усилителей 13 и 14 подключены к входам инверторов 15 и 16, выходы которых образуют выходы пороговых элементов 8 и 9 . Шины питани  источников 11 и 12 опорного напр жени , усилителей 13 и 14, инверторов 15 и

16образуют шины питани  пороговых элементов 8 и 9.

Преобразователь по фиг. 2 отличаетс  выполнением пороговых элемен- 0 той - они выполнены на компараторах

17и 18 соответственно. Неинвертирующие входы компараторов 17 и 18, включенные через ограничительные резисторы 19 и 20, образуют первые

5 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

0 18  вл ютс  выходами пороговых элементов 8 и 9, а шины питани  компараторов 17 и 18 - их шинами питани .

По сути Преобразователь по фиг. 1 содержит два выпр мител  10, а по

5 фиг. 2 - один выпр митель 10.

Преобразователь по фиг. 1 работает следующим Образом.

В полупериод, когда к верхнему вбюоду основной обмотки силового

0 трансформатора J приложена положительна  полуволна переменного напр жени , в момент времени от t, до t (см.фиг.3) транзистор усилител  13 будет закрыт, так как его

5 переход база-эмиттер смещен в обратном направлении. При этом транзистор инвертора 15 находитс  в открытом состо нии, а затвор - исток МОП-транзистора 2 зашунтирован

0 открытым р-п-р транзистором двухтактного эмиттерного повторител  6. Соответственно канал сток - исток МОП-транзистора 2 находитс  в запертом состо нии.

5В момент времени t (фиг.З) происходит выравнивание потенциалов, а затем незначительное преобладание положительного потенциала на истоке по отношению к стоку МОП-транQ зистора 2, в результате этого переход база-эмиттер транзистора усилител  13 смещаетс  в пр мом направлении , транзистор открываетс , затем закрываетс  транзистор инвер5 тора 15. При этом закрьшаютс  и открываютс  р-п-р и п-р-п соответственно транзисторы двухтактного эмиттерного повторител  6 и на затвор МОП-транзистора 2 поступает

положительный потенциал от выпр мител  10. Канал сток - исток МОП- транзистора 2 открьгоаетс  и ток от верхнего вывода основной обмотки трансформатора поступает в нагрузку По достижении времени t , когда потенциал истока сравн етс  с потенциалом стока МОП-транзистора 2, переход база- эмиттер транзистора усилител  13 смещаетс  в обратном направлении , в результате данный транзистор закрьюаетс . Затем через инвертор 5 закрываетс  п-р-п и открываетс  р-п-р транзистор двухтактного эмиттерного повторител  6, что приводит к быстрому разр ду паразитной емкости затвор - исток МОП-транзистора и закрытию его канала сток - исток.

В отрицательный полупериод работает нижнее плечо преобразовател  синхронного выпр млени , работа которого аналогична описанной выше.

В цел х предотвращени  недопустимого обратного напр жени  на пере- ходе база-эмиттер транзисторов усилителей 13 и 14 в эмиттер транзистора может быть включен диод, а переход база-эмиттер зашунтирован резистором . Дл  компенсации падени  напр жени  на нем в источник опорного напр жени  введен компенсирующий диод. Дл  осуществлени  регулировки времени включени  - выключени  усилителей 13 и 14 возможен вариант подключени  к источникам Л и .1 2 опорного напр жени  регулировочного элемента. Применение двухтактного эмиттерного повторител  позвол ет производить быстрый перезар д довольно большой паразитной емкости затвор - исток МОП-транзисторов , что в конечном итоге ускор ет врем  переключени  МОП-транзисторов .

Преобразователь по фиг. 2 работает следук цим образом.

В полупериод, когда к верхнему вьШоду основной обмотки силового трансформатора 1 приложена положительна  полуволна переменного напр жени , в момент времени tj на выходе компаратора 17 будет присутствовать отрицательный потенциал по отношению к истоку мощного переключающего трнзистора 2, , п-р-п транзистор двухтактного эмиттерного повторител  6 будет закрыт, а р-п-р

5047636

транзистор повторител  6 открыт. Такое состо ние транзисторов двухтактного повторител  обеспечит четкое закрытие канала мощного переключающего МОП-транзистора 6.

. В момент времени t происходит выравнивание потенциалов на входе компаратора 17, а затем некоторое. . д преобладание положительного потенциала на неинвертирующем входе компаратора 17, в результате чего на выходе компаратора 17 произойдет изменение потенциала с отрицатель- 15 ногб на положительный по отношению к истоку МОП-транзистора 2. Это, в свою очередь, приведет к открытий п-р-п И закрытию р-п-р транзисторов двухтактного эмиттерного повторител  6, 2Q а в конечном итоге - к открытию канала МОП-тр-анзистора 2,и ток от верхнего вывода основной обмотки поступит в нагрузку.

По достижении времени t, когда 25 потенциал стока и истока КОП-тран- зистора сравн етс , на выходе компаратора 17 потенциал изменитс  на отрицательньй по отношению к истоку. МОП-транзистора 2. В конечном итоге, 30 это приведет к закрытию канала МОП-транзистора 2.

В отрицательный полупериод работает нижнее плечо преобразовател , работа которого аналогична описанной вьше.

В цел х предотвращени  недопустимого обратного напр жени  входы компараторов 8 и 9 зашунтированы встречно включенными диодами, а в цел х иск- 40 лючени  шунтировани  переходов сток - исток МОП-транзисторов 2 и 3 во входные цепи компараторов 8 и 9 включены ограничительные резисторы 19-22.

Claims (3)

1. Преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий трансформатор с вспомогательными и основной обмотками, крайние выводы

50 которой соединены соответственно с.

истоками первого и второго МОП-тран- . зисторов, стоки кото.рых образуют первый выходной вывод, а второй выходной вывод образован средним выводом основ55 ной обмотки трансформатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, при работе с входным напр жением, форма которого отлична от пр моугольной, к затворам МОП35

транзисторов присоединены вьгооды соответствзпощих двухтактных эмиттер- ных повторителей, входы которых подключены к выходам соответствующих пороговых элементов, первыми входами подсоединенных к истокам, а вторыми - к стокам сооТВетсТВуюпшхМОП- транзисторов , причем шины питани  пороговых элементов и двухтактных эмиттерных повторителей подключены через выпр митель к соответствующим вспомогательным обмоткам трансформатора .

2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что пороговый элемент состоит из источника опорного напр жени , выход которого соединен с базой усилител  на транзисто- 20 ре, коллектором соединенного с входом

0

5

0

инвертора, выход которого  вл етс  выходом порогового элемента, причем первым входом порогового элемента  вл етс  ,тер усилител , включенный через диодный переход, вторым входом - вход источника опорного напр жени , а шинами питани  - шины питани  источника опорного напр жени , усилител  и инвертора.

3. Преобразователь по п. 1, о т- личающийс  тем, что пороговый элемент выполнен на компараторе , его первый вход образован не- инвертирздощим входом компаратора, второй вход - инвертирующим входом компаратора, а щинами питани   вл ютс  шины питани  компаратора, причем.оба входа подключены через соответствующие ограничительные резисторы .

Фи8.2

Фт.З