Оптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания интегральных схем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение КПД. Между выводами 5 и 10 прикладывается входное переменное напряжение (напряжение первичного источника) U<SB POS="POST">вх</SB>. С вывода 8 (относительно общего вывода 10) снимается положительное постоянное напряжение (первый выход преобразователя), а с вывода 6 - отрицательное напряжение (второй выход преобразователя). Резистор 9 является нагрузкой, а конденсатор 12 - фильтром первого выхода преобразователя. Резистор 7 является нагрузкой, а конденсатор 11 - фильтром второго выхода преобразователя. Светодиод 2 с резистором 9 и конденсатором 12 образуют обычный однополупериодный выпрямитель, где функции выпрямительного элемента выполняет светодиод 2. При включении нагрузки между выходными выводами 6 и 8 реализуется удвоенное выходное напряжение. При использовании синусоидального входного напряжения следует строго подходить к выбору параметров элементов схемы, в то время как входной меандр обеспечивает устойчивую и высокоэффективную работу преобразователя без каких-либо дополнительных условий. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

) Н 02 М 7/217

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и откРытинм

Е И ГКНТ СССР

1 (21).4426981/31-07 ! (22) 16.05.88 (46) 15.06.90. Бюл. Р 22 (71) Московский институт .радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В.Игумнов, Г.П.Костюнина и И.С .Громов (53) 621.314.632 (088.8) (56) Игумнов Д.В. и др. Особенности применения оптронов в режиме малых токов. M.: Энергия, 1979, с. 39, рис. 21.

Авторское свидетельство СССР

ß 1415377, кл. Н 02 М 7/217, 1987. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания интегральных схем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение КПД. Между выводами 5 и 10 прикладывается входное перемйнное напряжение (напряжение первичного источника) Пв, .С вывода 8

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания интегральных схем.

Целью изобретения является расширение. функциональных возможностей и повышение КПД.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразо-, вателя.

Преобразователь состоит из оптрона 1, содержащего светодиод 2 и фотодиод 3, причем катод фотодиода 3 сое„,SU„„1571737 А 1

2 (относительно общего вывода 10) сни мается положительное постоянное напряжение (первый выход преобразователя), а с вывода 6 — отрицательное напряжение (второй выход преобразователя). Резистор 9 является нагрузкой, а конденсатор 12 — фильтром первого выхода преобразователя. Резистор 7 является нагрузкой, а конденсатор 11— фильтром второго выхода преобразоватепя. Светодиод 2 с резистором 9 и конденсатором 12 образуют обычный однополупериодный выпрямитель, где функции выпрямительного элемента выполняет ветодиод 2. При включении нагрузки между выходными выводами 6 и 8 реализуется удвоенное выходное напряжение. При использовании синусоидального входного напряжения следует. строго подходить к выбору параметров элементов схемы, в то время как входной меандр обеспечивает устойчивую и высокоэффективную работу преобразователя без каких-либо дополнительных условий. 1 ил. динен с затвором МДП-транзистора 4 с встроенным и-каналом. Сток МДПтранзистора 4 соединен с анодом светодиода 2 и первым входным выводом 5.

Исток МДП-транзистора 4 объединен с его подложкой и подключен к первому выходному выводу 6 и одному выводу первого резистора 7 ° Катод светодиода

2 подсоединен к второму выходному вы-. воду 8 и одному выводу второго резистора 9. Другие выводы резисторов 7 и 9 объединены и образуют общий вывод

- 1571737

1Î..Параллельно первому и второму ре:,зисторам 7 и 9 подк почены первый и второй конденсаторы 11 и 12 соответственно. Дополнительный МДП-транзис5 тор 13 с встроенным р-каналом затвором соединен с подложкой МДП-транзистора 4 и анодом фотодиода 3, а его исток и подложка подключены к второму выходному выводу 8. Сток дополнитель- 10 його ИДП-транзистора соединен с катодом фотодиода 3, Оптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом. 15

При положительной полуволне (на выводе 5) протекает ток через светодиод 2, который высвечивает кванты света. Конденсатор 12 заряжается до напряжения, близкого к амплитуде

U „, которое и является (положительным) напряжением преобразователя.

Кванты света со светодиода 2, поступая на фотодиод 3, работающий в фотогальваническом (вентильном) режиме, генерируют.в нем вентильное напряжение, знаком "минус" прикладываемое к затвору МДП-транзистора 4 с и-каналом и знаком "плюс" к затвору ИДПтранзистора 13 с р-каналом, В результате МДП-транзисторы 4 и 13 закрыты.

Таким образом, при положительной полуволне У „ энергия с входа устрой ства поступает на выходной вывод 8.

При отрицательной полуволне П „ 35 (на выводе 5) ток через светодиод 2 не протекает и, следовательно, вентильное напряжение на фотодиоде 3 равно нулю. В результате МДП-транзисторы 4 и 13 открыты. Через открытый 40

МДП-транзистор 13 положительное напряжение с конденсатора 12 прикладывается к затвору МДП-транзистора 4.

Это напряжение формирует открывание

МДП-транзистора 4, уменьшая сопротивление его канала. Через открытый МДПтранзистор 4 протекает ток и конденсатор 11 заряжается до напряжения, практически равного амплитуде U „,,которое и является (отрицательным) нап- 5О ряжением преобразователя. Таким образом, при отрицательной полуволне энергия с входа устройства поступает на выходной вывод 6. При включении нагрузки между выходными выводами б и 8 реализуется удвоенное выходное напряжение, Номинал фильтрующего конденсатора 12 должен обеспечивать постоянное выходное напряжение (с заданными пульсациями) при минимальном рабочем сопротивлении нагрузки, Лучшие результаты достигаются ° когда форма входного напряжения име-: ет вид меандра (прямоугольная форма

0 ), Оптоэлектронный преобразователь работает в широком диапазоне Б

Преобразователь просто реалйэуется в интегральном исполнении и может быть основой для разнообразных вариантов преобразовательных устройств и систем. При необходимости в нем можно использовать несколько оптронов при параллельном включении светодио-, дов и последовательном включении фотодиодов, Формула и з обретения

Оптоэлектронный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий оптрон, состоящий из фотодиода и светодиода, причем анод светодиода подключен к первому входному выводу и стоку МДП-транзистора, затвор которого подключен к катоду фотодиода„ исток соединен с подложкой и подключен к первому выходному выводу и одному выводу первого резистора, а катод светодиода подсоединен к второму выходному выводу, одному выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с другим выводом первого резистора и образует общий вывод, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения КПД, использован МДП-транзистор со встроенным и-каналом и введены дополнительный МДП-транзистор с встроенным р-каналом и два конденсатора, первый из которых включен параллельно первому резистору, а второй — параллельно второму резистору, затвор дополнительного МДП-транзистора подключен к подложке основного МДП-транзистора и аноду фотодиода, сток — к катоду фотодиода, а исток и подложка подключены к второму выходному .выводу.

1571737

Составитель В.Горохов

Редактор В,Трубченко Техред М.Ходанич . Корректор0. Кравцова

Заказ 1520 .Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101