SU1718350A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  электропитани  низковольтных интегральных схем. Устройство содержит два МДП-транзистора 1 и 2 с 5 -& ЈГ$76 индуцированным р-каналом и два резистора 3 и 4, второй из которых  вл етс  нагрузочным и первым выводом подключен к выходному выводу и стоку первого МДП- транзистора 1. затвор которого подключен к стоку второго МДП-транзистора 2 и МДП- транзистора 1, затвор которого подключен к стоку второго МДП-транзистора 2 и первому выводу первого резистора 3, второй вывод которого подключен к Общему выводу, второму выводу нагрузочного резистора 4 и затвору второго МДП-транзистора 2, исток и подложка которого соединены между собой . В устройство введены два диода 5 и 6 с барьером Шоттки, первый из которых катодом подключен к подложке первого МДП- транзистора 1, исток которого подключен к аноду первого диода 5, входному выводу и аноду второго диода 6, катод которого подключен к истоку второго МДП-транзистора 2. МДП-транзисторы 1, 2 не могут находитьс  в открытом состо нии при поступлении на вход устройства отрицательных полуволн . Это позвол ет не использовать во входной цепи устройства выпр мительного элемента и исключить потери в этой цепи. 1 ил. 11С -ffv& Ё VJ 00 OJ ел о

Description

1СГ

t

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к преобразовательным устройствам , и предназначено дл  электропитани  низковольтных интегральных схем.

Известны бестрансформаторные преобразователи переменного напр жени  в посто нное, предназначенные дл  электропитани  интегральных схем 1. Такие преобразователи за счет делени  напр жени  на конденсаторах позвол ют понизить выходное напр жение до величин, примен емых в интегральных схемах. Дл  делени  напр жени  конденсаторы зар жаютс  последовательно (от первичного источника), переключаютс  в параллельное соединение и затем разр жаютс  на нагрузку. Дл  коммутации используютс  диоды и транзисторные ключи. Недостатками таких преобразователей  вл етс  большое количество конденсаторов , коммутирующих элементов и устройств.

Известен также преобразователь переменного напр жени  в посто нное на пороговом элементе 2. Он состоит из МДП-транзистора с индуцированным р-ка- налом, к затвору которого подключен один вывод резистора, другой вывод которого подключен к общей шине преобразовател . При положительной полуволне входного напр жени , превышающего пороговое напр жение (напр жение отсечки) МДП-транзистора (по модулю), МДП-тран- зистор открываетс  и на выходе преобразо вател  по вл етс  напр жение в виде положительных полуволн, практически равное амплитуде входного напр жени . Основным недостатком аналога  вл етс  то, что нельз  понизить напр жение на его выходе относительно входного напр жени  (до величин, примен емых дл  электропитани  интегральных схем),

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  преобразователь переменного напр жени  в посто нное 4, содержащий три МДП-транзистора с индуцированным р-каналом и два резистора , второй из которых  вл етс  нагрузоч- ным и первым выводом подключен к выходной клемме и стоку первого МДП- транзистора, исток и подложка которого подключен к истоку с подложкой третьего МДП-транзистора и стоку с подложкой второго МДП-транзистора, исток которого подключен к входной клемме, а затвор - к общей шине, вторым выводам обоих резисторов и затвору третьего МДП-транзистора , сток которого подключен к первому выводу первого резистора и затвору первого МДП-транзистора. Такой преобразователь позвол ет получить на выходной

клемме любую заданную величину напр жени  (меньшую, чем амплитуда входного напр жени  UBX. Недостатком прототипа  вл етс  относительно низкий КПД (при 5 преобразовании небольших напр жений) за счет потерь на выпр мл ющем втором МДП-транзисторе.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД преобразовател .

10 Цельдостигаетс  впреобразователепе- ременного напр жени  в посто нное, содержащем два МДП-транзистора с индуцированным р-каналом и два резистора , второй из которых  вл етс  нагрузоч15 ным и первым выводом подключен к выходному выводу и стоку первого МДП- транзистора, затвор которого подключен к стоку второго МДП-транзистора и первому выводу первого резистора, второй вывод ко0 торого подключен к общему выводу, второму выводу нагрузочного резистора и затвору второго МДП-транзистора, исток и подложка которого соединены между собой, за счет введени  двух диодов с барьером

5 Шоттки, первый из которых катодом подключен к подложке первого МДП-транзистора , исток которого подключен к аноду первого диода, входному выводу и аноду второго диода, катод которого подключен к

0 истоку второго МДП-транзистора.

Указанные отличительные признаки  вл ютс  существенными, так как они не известны из других технических решений и создают в изобретении новое свойство, за5 ключающеес  в следующем.

За счет включени  диодов с барьером Шоттки через МДП-транзисторы могут протекать токи только при поступлении на входной вывод положительных 0Вх. В результате

0 устран етс  необходимость в использовании выпр мительного элемента на МДП- транзисторе (который использован во входной цепи прототипа), а следовательно, уменьшаютс  потери энергии в преобразо5 вателе, что и приводит к повышению КПД.

На чертеже представлена принципиальна  схема преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, содержаща  два МДП-транзистора 1 и 2 с индуцирован0 ным р-каналом, два резистора 3 и 4, Два диода 5 и 6 с барьером Шоттки. Резистор 4  вл етс  сопротивлением нагрузки. Входной вывод преобразовател  подключен к анодам диодов 5 и б и истоку МДП-транзи5 стора 1, подложка которого подключена к катоду диода 5. Катод диода 6 подключен к истоку с подложкой МДП-транзистора 2, сток которого подключен к затвору МДП- транзистора 4 и первому выводу резистора

3. Сток МДП-транзистора 1 подключен к выходным выводу и первому выводу резистора (нагрузка) 4, второй вывод которого подключен к затвору МДП-транзистора 2, второму выводу резистора 3 и общему выводу.

Пороговое напр жение МДП-транзи- стора 1 lUoi I Ј-0, а пороговое напр жение МДП-транзистора 2 Uo2 должно превышать (по модулю) UOL Величина Uo2 практически определ ет величину выходного напр жени  преобразовател  1)Вых.

Преобразователь работает следующим образом.

При отрицательной полуволне UBX МДП-транзисторы 1 и 2 закрыты и сигнал не проходит на нагрузку 4. При положительной полуволне UBX МДП-транзистор 1 открываетс , начина  с UBX I Uoi I, и на нагрузке 4 по вл етс  выходное напр жение. При дальнейшем нарастании UBX напр жение на истоке МДП-транзистора 2 достигает и пре- вышает (по модулю) значение Uo2. МДП- транзистор 2 открываетс  и на затворе МДП-транзистора 1 по вл етс  практически такое же напр жение, что и на его истоке . В результате напр жение затвор - исток МДП-транзистора 1 становитс  равным нулю и он закрываетс . При этом прекращаетс  поступление напр жени  на нагрузку 4.

Таким образом, на выходном выводе преобразовател (как и в прототипе)относи- тельно общей шины присутствуют лишь участки положительной полуволны с максимальным напр жением, примерно равным тому значению, при котором закрываетс  МДП-транзистор 1, т.е. Uebix I Uo21.

Основное отличие за вл емого преобразовател  состоит в наличии диодов 5 и 6, благодар  которым МДП-транзисторы 1 и 2 не могут находитьс  к открытом состо нии при поступлении на входной вывод отрица- тельных полуволн. Падение напр жени  на диоде 6 и токи, протекающие в нем, при положительном UBX малы, так что потери энергии в цепи: диод 6 - МДП-транзистор 2 - резистор 3 минимальны (и практически рав- ны потер м подобной цепи в прототипе).

С помощью диода 5 устран етс  протекание тока через p-n-переходы МДП-транзистора 1 при воздействии на его исток как положительного, так и отрицательного UBX. Поскольку диод с барьером Шоттки имеет меньшее напр жение п тки, чем р-п-пере- ход МДП-транзистора, т.е. меньше, чем кремниевый диод 3, то отсутствуют инжек- ционные процессы в МДП-транзисторе 1. Так, пр мое падение напр жени  на диодебсо- ставл ет примерно 0,2 В, а напр жение п тки p-n-перехода исток - подложка МДП-транзистора 1 0,6В. Таким образом, к переходу исток - подложка оказываетс  приложено напр жение меньшее, чем напр жение его п тки, т.е. он смещаетс  в пр мом направлении и через него не протекает ток.

Итак, включение диода 5 с барьером Шоттки позвол ет устран ть (в прототипе) выпр мительный элемент во входной (силовой ) цепи преобразовател , за счет чего и повышаетс  его КПД

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий входной, выходной и общий выводы дл  подключени  соответственно источника переменного напр жени  и сопротивлени  нагрузки, два МДП-транзистора с индуцированным р-ка- налом и резистор, причем сток первого МДП-транзистора соединен с выходным выводом , его затвор подключен к стоку второго МДП-транзистора и первому выводу резистора, второй вывод которого подключен к общему выводу и затвору второго МДП-транзистора, исток и подложка которого соединены между собой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, в него введены два диода с барьером Шоттки , первый из которых катодом подключен к подложке первого МДП-транзистора, исток которого соединен с анодом первого диода, входным выводом и анодом второго диода, катод которого подключен к истоку второго МДП-транзистора.