Преобразователь постоянного напряжения

Преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении бестрансформаторных вторичных источников питания. Цель изобретения - повышение эффективности путем получения нескольких выходных напряжений различной величины при одновременном упрощении. Преобразователь содержит замыкающий 1 и размыкающий 2 ключи, включенные последовательно между шинами E<SB POS="POST">1</SB> и E<SB POS="POST">2</SB> источника постоянного напряжения. От каждой из шин отходит N преобразовательных ячеек, каждая из которых содержит цепочку последовательно соединенных разделительного 6 и зарядного 7 диодов, включенных между опорным входом и накопительным конденсатором 8, соединенным с выходом ячейки, образующим соответствующий выход устройства. Между сигнальным входом ячейки и точкой соединения диодов включен разделительный конденсатор 5. Сигнальные входы всех ячеек подключены к общей точке соединения ключей 1, 2. Опорный вход первой ячейки подключен к соответствующей шине питания E<SB POS="POST">1</SB> или E<SB POS="POST">2</SB>, а опорные входы каждой последующей ячейки подключены к выходу предыдущей. Выходные напряжения определяются напряжениями на шинах E<SB POS="POST">1</SB>, E<SB POS="POST">2</SB>, одна из которых может быть общей шиной устройства, и полярностью включения диодов 6, 7. Указанное построение устройства позволяет при использовании одного источника питания и одной пары ключей получить несколько различных выходных напряжений как положительной, так и отрицательной полярностей. 1 ил.

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 Н 02 М 3/07 (лч) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4380181/24-07 (22) 1 7 ° 02. 88 (46) 15. 12.89. Бюл. У 46 (72) О.С.Андреев, Б.А.Бохонко, С.А.Давимука и В.А.Калынюк (53) 621.314.5(088.8) (56) Заявка ФРГ Р 2525057, кл. Н 02 И 3/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 1267552, кл. Н 02 И 3/07, 1986.

Патент США У 3202804, кл. Н 02 М 3/06, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

„„SU„„1529367

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении бестрансформаторных вторичных источников питания. Цель изобретения — повышение эффективности путем получения нескольких выходных напряжений различной величины при одновременном упрощении. Преобразова .тель содержит замыкающий 1 и размыкающий 2 ключи, включенные последовательно межпу шинами Е1 и Е < источника постоянного напряжения. От. каждой из шин отходит И преобразовательных ячеек, каждая из которых со3 1529367 4" держит цепочку последовательно соединенных разделительного 6 и зарядного 7 диодов, включенных между опорным входом и накопительным конденсато- 5 ром 8, соединенным с выходом ячейки

У о бр а зующим с о о тв е тс тв ующий выход устройства. Между сигнальным входом ,ячейки и точкой соединения диодов

;включен разделительный конденсатор 7Q

5. Сигнальные входы всех ячеек подключены к общей точке соединения ключей 1, 2. Опорный вход первой ячейки подключен к соответствующей шине питания

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано 20 для построения вторичных источников ,питания различного назначения.

Цель изобретения — повышение эффективности путем получения нескольких выходных напряжений различной величины при одновременном упрощении.

На чертеже представлена схема уст ройства.

Преобразователь постоянного нап- 30 ряжения содержит последовательно соединенные замыкающий 1 и размыкающий 2 ключи, включенные между входными выводами для подключения первой

Е1 и второй Е2 шин источника постоян- 35 ного напряжения (источника питания), от которых расходятся, соответственно, N идентичных ячеек 3.1 3.2,..., З.N и идентичных, ячеек 4.1, 4.2,..., 4.N. Каждая ячейка состоит из разде- 40 ,лительного конденсатора 6, включен ного между сигнальным входом, ячей кой и точкой соединения разделительного 6 и зарядного 7 диодов, включенных последовательно между опорным g5 входом и выходом ячейки, к которому подсоединен накопительный конденсатор 8. Сигнальные входы всех ячеек подключены к точке соединения ключей

1.2, выходы ячеек образуют выходы устройства, на которых формируются напряжения, соответственно, U

Ugly ° ° ° p U y g U y y U @q 9 ° °

U>, а опорный вход каждой последующей ячейки 3-N (4-N) соединен с вы55

; ходом предыдущей ячейки 3-(N-1) 14,-(N-1)) . 7!ри этом опорный вход первой ,. ячейки 3.1 (4.7) соединен с соответствующей шиной литания Е7(R2).

Е, или Е, а опорные входы каждой последующей ячейки подключены к выходу предыдущей. Выходные напряжения определяются напряжениями на шинах

Е7, Е, одна из которых может быть общей шиной устройства, и полярностью включения диодов 6, 7. Указанное построение устройства позволяет при использовании одного источника питания и одной пары ключей получить несколько раэличньгх выходных напряжений как полозлтельной, так и отрицательной полярностей. 1 ил.

Устройство работает следующим образом.

Ключи 1.2,переключаясь, передают на сигнальные входы ячеек ЗИ...4N поочередно напряжение с шины F.1 и

Е2. Таким образом, на сигнальных входах выделяется прямоугольный меандр напряжения с размахом Е1-Е2, где Е1 и Е2 — напряжения на соответствующих входных выводах. Этот меандр. проходит через разделительный конденсатор 5 и накладывается на напряжение, приложенное к опорному входу ячейки, Б соответствии со структурой устройства опорным напряжением для первой ячейки 3.1(4.1) является напряжение соответствующей шины питания Е1(Е2). Для последующих ячеек опорным является вьгходное напряжение предыдущей ячейки. Так как опорное напряжение проходит через разделительный диод 6 через который ток протекает только в одну сторону, то в результате сложения опорного напряжения и входного меандра образует .ся сигнал с минимальным уровнем, равным опорному напряжению. Максимальный уровень сигнала, отличающийся от опорного сигнала на величину входного меандра, проходит через зарядный диод 7 H выделяется на накопительном конденсаторе 8. Так как ток через диод 7 проходит только в одну сторону, То разряд конденсатора 8 через него невозможен, -и на выходе ячейки вьщеляется постоянное напряжение, равное сумме опорного напряжения и размаха меандра . Эта сумма алгебраическая и знаки входящих в нее слагаемых определяются полярностью опорного напряс жения и способом подключения диодов от одного преобразователя напряжений, построенного ка однородной структуре на идентичных преобразовательных ячейках, работающих от одной пары ключей, в качестве которой может применяться логическая схема, запитываемая от входной шины питания.

5 1529367

6 и 7. Если диоды 6, 7 включены, так, что пропускают ток в направлении от опорного входа к выходу ячейки, как показано на рисунке для ячеек, относящихся к шине Е1, то выходное нап5 ряжение на N-ой ячейке равно 1з-н E + N(

В случае, если диоды 6, 7 пропускают ток в направлении от выхода к опорному входу ячейки, как показано на чертеже для ячеек, относящихся к шине Е2, то выходное напряжение на

N-ой ячейке равно

Б,уи = Ez — N((E, — Ez I ) Таким образом, выходное напряже- 20 ние каждой последующей ячейки отличается от выходного напряжения предыдущей ячейки на величину, равную разности напряжений на выходных шинах и может при достаточно большом 25 количестве ячеек достигать значительной величины как для положительной, так и для отрицательной полярностей.

При этом обеспечивается возможность получения нескольких различных рабочих напряжений, как положительной, так и отрицательной полярности при работе от одной пары ключей, в ка честве которых могут буть использованы биполярные или КМОП логические схемы, обеспечивающие достаточно большой выходной ток. При этом допускается работа от одного источника входного напряжения, одна из шин которого может быть заземлена. Такие устройства делают предложенное устройство особенно удобным для применения в переносных приборах с автономным гальваническим источником питания и в устройствах сбора и цифровой обработки данных, в которыхотсутствуют шины питания аналоговых элементов — аналоговых коммутаторов, усилителей, аналоговых запоминающих устройств и т.д. Применение в таких

50 случаях предложенного решения позволяет получить от "цифровой" шины питания все нужные напряжения только

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий входные выводы для подключения соответствующих шин источника постоянного напряжения, общий вывод, включенные между входными выводами последовательно соединенные замыкающий и размыкающий ключи и по меньшей мере относительно одной из шин источника пОстоянного напряжения М идентичных ячеек, каждая из которых имеет сигнальный иопорный входы и выход и включает разделительные конденсатор и диод, соединенные последовательно, образуя цепочку, включенную между сигнальным и опорным входами, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности путем получения нескольких выходных напряжений различной величины при одновременном упрощении, в каждую из ячеек дополнительно введены накопительный конденсатор и зарядный диод, соединенный последовательно с разделительным диодом, образуя цепочку, включенную между выводом одной из обкладок накопительного конденсатора и опорным входом, причем общая точка соединения зарядного диода с накопительным конденсатором образует выход ячейки, являющийся одновременно соответствующим выходным выводом, вывод другой обкладки накопительного конденсато-, ра соединен с общим выводом, сигнальные входы всех ячеек объединены в обшую точку, подключенную к общей точке соединения замыкающего и размыкающего ключей, опорный вход первой ячейки подключен к одному из входных выводов, а опорный вход каждой последующей ячейки соединен с выходом соответствующей предыдущей ячейки.