Преобразователь напряжения

 

Использование: для преобразования напряжений , например, для питания интегральных схем. Сущность изобретения: преобразователь напряжения содержит два МДП-транзистора 1,2с индуцированным п-каналом. подложки которых подключены к общей шине, и трансформатор 3 с выводом нулевой точки первичной обмотки. Повышение надежности достигается за счет введения диода 4. анод которого подключен к истокам обоих МДП- транзисторов 1.2, а его катод - к общей шине. 1 ил.

(19) RU (11) (51) 5 Н02М7 538

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К IIATKKIY

Комитет Российской Федерации по патентам н товарным знакам

{21} 5020856/07 (22} 09.0192 (46} 30.1193 Ьоа Ne 43-44

p5} Игумнов ДВ„Масловский 8А; Королев ГВ. (УЗ} Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (54} ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57} Иптользование: для преобразования налряженщ например, для питания интегральных схем. Сущность изобретения: преобразователь напряжения содержит два МДП-транзистора 1, 2 с индуцированным п-каналом, подложки которых подключены к общей шине, и трансформатор 3 с выводом нулевой точки первичной обмотки. Повышение надежности достигается за счет введения диода 4, анод которого подключен к истокам обоих МДПтранзисторов 1, 2, а его катод — к общей шине. 1 ил.

2004059 буемый технический результат за счет зи устранения воэможности возникновения о

Изобретение относится к электротехнике, радиоэлектронике и может быть использовано для преобразования напряжений, например, для питания интегральных схем.

Широко известны преобразователи напряжения с разделительным трансформатором и внешним возбуждением (1). Один из вариантов такого преобразователя содержит задающий генератор, подключенный между источником входного напряжения и общей шиной, биполярный транзистор, база которого подключена к выходу задающего генератора, а змиттер — к общей шине, трансформатор, первичная обмотка которого подключена между источником входного напряжения и коллектором транзистора, и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке трансформатора. Недостатки такого преобразователя (например, относительно небольшой КПД) во многом определяются использованием биполярного транзистора, Заменой биполярного трэнзистора на МДП-транзистор (2) (удается повысить КПД и частоту преобразования, улучшить массогабаритные показатели. Однако в МДП-транзисторе сохраняется возможность возникновения вторичного пробоя (Зарубежная электронная техника.

M., N- 11, 1988, с. 24 — 30), что может привести к выходу МДП-транзистора из строя, Относительно невысокая надежность и является основным недостатком такого преобразователя.

Наиболее близким техническим решением является преобразователь напряжения (3), содержащий два МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, истоки и подложки которых подключены к общей шине. и трансформатор, выводы от вторичной обмотки которого подключены к соответствующим выходным клеммам, первый крайний вывод первичной обмотки подключен к стоку первого МДП-транзистора, затвор которого подключен к первой клемме управления, а вторая клемма управления подключена к затвору второго МДП-трэнзистора, сток которого подключен к второму крайнему выводу первичной обмотки трансформатора, вывод от средней точки которой подключен к клемме входного напряжения.

Основным недостатком прототипа следует считать возможность возникновения вторичного пробоя в силовых МДП-транзисторах (Зарубежная электронная техника. M., 9 11, 1988, с. 24-30), что снижает его надежность.

Цель изобретения — повышение надежности устройства, при этом достигается тревторичного пробоя в силовых МДП-транзисторах в преобразователе напряжения, содержащем два МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, подложки которых подключены к общей шине, и трансформатор, выводы от вторичной обмотки которого подключены к соответствующим выходным клеммам, первый крайний вывод первичной обмотки подключен к стоку пер-.

10 вого МДП-транзистора, затвор которого подключен к первой клемме управления, а вторая клемма управления подключена к затвору второго МДП-транзистора, сток которого подключен к второму крайнему выводу

15 первичной обмотки трансформатора, вывод от средней точки которой подключен к клемме входного напряжения. Отличительные от прототипа признаки проявляются за счет введения диода, анод которого подключен к

20 истокам обоих МДП-транзисторов, à его катод — к общей шине.

При работе преобразователя через диод всегда будет протекать ток, образующий на нем падение напряжения, которое знаком "плюс" будет приложено к истокам

МДП-транзисторов, что обеспечивает обратное смещение (эапирание) р-и-переходов исток-подложка. В результате биполярные структуры в МДП-транзисторах

30 оказываются надежно запертыми, что делает невозможным развитие вторичного пробоя.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя напряжения, 35 содержащая два МДП-транзистора с индуцированным и-каналом 1 и 2, трансформатор 3 и диод 4, Трансформатор 3 имеет две обмотки: первичную и вторичную, Выводы от вторичной обмотки подключены к соот40 ветствующим выходным клеммам, Первый крайний вывод первичной обмотки трансформатора 3 подключен к стоку МДП-транзистора 1, второй крайний вывод — к стоку

МДП-транзистора 2, а вывод от ее средней

45 точки — к клемме входного напряжения U ><.

Затвор МДП-транзистора 1 подключен к первой клемме управления, а затвор МДПтранзистора 2 — к второй клемме управления, Истоки МДП-транзисторов 1 и 2 подключены к аноду диода 4, катод которого подключен к подложкам МДП-транзисторов

1 и 2 и общей шине.

На клеммы управления необходимо подавать управляющие сигналы Uynp1 и Uynp2 (как и в прототипе) со схемы управления (на чертеже не показана), Устройство работает следующим образом. При поступлении на затвор МДП-транстора 1 положительного импульса Uynp> н открывается и протекает так в первой

2004059

35

Формула изобретения

Составитель Д.Игумнов

Техред М.Моргентал Корректор А. Коэориэ

Редактор

Тираж Подписное

НПО. "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3327

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 (левой) секции первичной обмотки трансформатора 3, При этом (как и в прототипе) на затвор МДП-транзистора 2 поступает отрицательное (нулевое) напряжение Uynpg.

При изменении полярности управляющих импульсов Оупр1 и Uynp2 состояния МДПтранзисторов 1 и 2 изменяются на противоположные. В этом случае ток будет протекать во второй (правой) секции первичной обмотки трансформатора 3. В результате на выходных клеммах устройства формируется переменное напряжение заданной величины.

Основное отличие заявляемого устройства заключается во введении диода 4. Поскольку в устройстве всегда открыт один из

МДП-транзисторов, то ток, протекающий через диод 4, создает на нем падение напряжения. которое знаком "плюс" приложено к истокам (эмиттерам) МДП-транзисторов 1 и

2, а знаком "минус" — к их подложкам (базам). Это падение напряжения на диоде 4 смещает в обратном направлении (запирает) р-и-переходы исток-подложка МДПтранзисторов 1 и 2. В результате осуществляется запертое состояние парэзитных биполярных и-р-и-структур в МДПтранзисторах. 1 и 2, коллекторами которых являются области стока, эмиттерами — области истока, а базами — подложки.

В зависимости от конкретных технических требований в качестве диода 4 можно использовать р-и-переходы с разным падеПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, подложки которых подключены к общей шине, и трансформатор, выводы от вторичной обмотки которого подключены к соответствующим выходным клеммам, первый крайний вывод первичной обмотки подключен к стоку первого МДП-транзистора, затвор которого подключен к первому выводу управления, нием напряжения на них при заданном токе (германиевые или кремниевые), диод Шоттки и др.

Тот факт, что в заявляемом устройстве осуществляется эапирание паразитных и-рп-структур, а следовательно, и устраняется воэможность возникновения вторичного пробоя (Зарубежная электронная техника.

М., 1988, с. 24-30) в МДП-транзисторах 1 и

2, определяет повышение надежности преобразователя.

Экспериментальная проверка преобразователя напряжения была проведена на

МДП-транзисторах КП701, 2П803 и лабораторных образцах. По сравнению с прототипом в заявляемом устройстве наблюдалось надежное запирание паразитных и-р-иструктур МДП-транзисторов 1 и 2 напряжением 0,7 В, Работа преобразователя осуществлялась на частотах от 20 до 200 кГц. При этом не было зафиксировано ни одного случая отказа силового МДП-транзистора. (56) 1. Ромаш Э.М. Высокочастотные транзисторные преобразователи. М.: Радио и связь, 1988, с. 142, р. 5.6.

2. Ромаш Э.M. Высокочастотные транзисторные преобразователи. М„ Радио и связь,.1980, с, 32, р. 2.11е. .3. Ромаш Э.M. Высокочастотные транзисторные преобразователи. M.: Радио и связь, 1988, с, 36, р. 2.13г. а второй вывод управления подключен к затвору второго МДП-транзистора, сток которого подключен к второму крайнему выводу первичной обмотки трансформатора, вывод от средней точки которой подключен к первому . входному выводу, отличающийся тем, что в него введен диод, анод которого подключен к истокам обоих

МДП-транзисторов, а катод - к общей шине.