Перетворювач змінної напруги в постійну

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения в постоянное и питания радиотехнических и электрических цепей, в которых требуются источники питания с общей землей. Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное [1], содержащий два транзистора и транзистор, причем эмиттер первого транзистора подключен к входному выводу, коллектор - к первой обкладке первого конденсатора, эмиттер транзистора подсоединен к общему выводу, а коллектор этого транзистора соединен с первой обкладкой второго конденсатора, диод, катодом подключенный к выходному выводу и первой обкладке третьего конденсатора, вторая обкладка которого подключена к общему выводу, кроме этого введено два резистора, причем первый вывод первого резистора соединен с базой второго транзистора, первый вывод второго резистора соединен с базой транзистора, вторые выводы этих резисторов подключены к входному выводу, а коллектор первого транзистора подсоединен к эмиттеру второго транзистора, коллектор которого соединен с коллектором транзистора, эмиттер транзистора подключен ко второй обкладке первого конденсатора, а вторая обкладка второго конденсатора соединена с базой первого транзистора и анодом диода. Недостатком данного устройства является использование для преобразования переменного напряжения в постоянное только одной полуволны питающего напряжения. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное [2], содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника входного напряжения переменного тока и нагрузки, два транзистора, три диода, два конденсатора и три резистора, при этом входной вывод через первый резистор связан с выходом анода первого диода, катодный вывод которого подключен через второй резистор к выводу первого конденсатора, свободный вывод которого подключен к выводам анода второго диода и катода третьего диода, причем анодный вывод третьего диода связан с общим выводом, а катодный вывод второго диода подключен к коллекторному выводу первого транзистора, к выводу второго конденсатора и к выходному выводу, кроме этого свободный вывод второго конденсатора связан с общим выводом, катодный вывод первого диода связан с выводом эмиттера второго транзистора, коллекторный вывод которого связан с базой первого транзистора и через третий резистор с катодным выводом третьего диода, а вывод базы подключен к выводу первого конденсатора и к эмиттерному выводу первого транзистора. Функциональным недостатком данного устройства является использование для преобразования переменного напряжения в постоянное только одной полуволны, что существенно снижает КПД устройства. Кроме этого, указанное в работе [2] подключение первого конденсатора (во время отрицательной полуволны) параллельно второму конденсатору и нагрузке не дает положительного эффекта, поскольку в действительности второй транзистор будет закрыт только во время заряда конденсаторов, которое происходит в первую четверть положительного полупериода, а далее происходит параллельный разряд конденсаторов на нагрузку. Использование двух аналогичных [2] схем для создания двухполярного преобразования переменного напряжения в постоянное связано с существенными трудностями по созданию оригинальной развязки силовых цепей, включенных на общую нагрузку, а также существенно снижается помехоустойчивость такого конгломерата двух устройств, поскольку аа счет резисторов 10 будет отсутствовать общая земля. В основу изобретения поставлена задача разработки преобразователя переменного напряжения в постоянное, в котором осуществляется двухполярное преобразование переменного напряжения в постоянное с общей землей, при этом осуществляется постоянная подзарядка выходного конденсатора за счет подключения параллельно ему в каждый полупериод двух предварительно заряженных конденсаторов при существенной развязке силовых цепей с цепями управления, за счет чего достигается повышение КПД преобразователя при высокой помехоустойчивости. Поставленная задача решается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника входного напряжения переменного тока и нагрузки, два транзистора, три диода, два конденсатора, и три резистора, при этом входной вывод через первый резисторсвязан с выводом анода первого диода, вывод катода которого подключен к выводу первого конденсатора, свободный вывод которого подключен к выводам анода второго диода и катода третьего диода, причем вывод анода третьего диода связан с общим выводом, а выход катода второго диода подключен к выводу второго конденсатора и к выходному выводу, кроме этого свободный вывод второго конденсатора связан с общим выводом, согласно изобретению введены три диода, два светодиода и конденсатор так, что вывод катода первого диода подключен к выводу коллектора первого транзистора, вывод эмиттера которого связан с выходным выводом и с выводом катода четвертого диода, вывод анода которого подключен к выводу катода пятого диода и к выводу третьего конденсатора, вывод катода шестого диода связан с выводом анода первого диода, а вывод анода шестого диода подключен к выводу эмиттера второго транзистора и к свободному выводу третьего конденсатора, кроме этого выводы анода первого светодиода и катода второго светодиода подключены к общему выводу, а выводом катода первого светодиода и анода второго светодиода соответственно через второй и третий резисторы подключены к входному выводу, причем первый транзистор и первый светодиод, второй транзистор и второй светодиод образуют соответствующие оптопары. Дополнительно введены второй входной вывод для подключения источника входного напряжения переменного тока и конденсатор так, что второй входной вывод подключен к первому входному выводу через конденсатор. Введение новых элементов позволяет осуществить в о трицательный полупериод заряд третьего конденсатора, который, благодаря использованию оптопар в качестве ключей на время действия положительной полуволны будет подключен дополнительно ко второму конденсатору параллельно нагрузке аналогично тому, как в отрицательный полупериод параллельно второму конденсатору подключается предварительно заряженный первый конденсатор, что существенно повышает КПД источника питания при высокой помехоустойчивости. Отличительные признаки предполагаемого изобретения являются общими существенными признаками, так как их наличие обеспечивает подпитку выходного конденсатора в каждый полупериод дополнительными источниками питания (заряженными конденсаторами), а, следовательно, повышает КПД преобразователя при. высокой помехоустойчивости, т.е. указанными техническими средствами решается поставленная задача. На фиг.1 приведена схема устройства (пунктиром обозначен второй входной вывод); на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства, Преобразователь переменного напряжения в постоянное входным выводом 1 и общим выводом 2 подключен к источнику входного напряжения переменного тока. Входной вывод 1 через балластный резистор 3 соединен с анодом диода 4, катодный вывод которого подключен к выводу конденсатора 5, свободный вывод которого подключен к выводам анода диода 6 и катода диода 7, причем анодный вывод диода 7 связан с общим выводом 2, а катодный вывод диода 6 подключен к выводу конденсатора 8 и к выходному выводу 9, кроме этого, свободный вывод конденсатора 8 связан с общим выводом 2. Вывод катода диода 4 дополнительно подключен к коллекторному выводу фототранзистора 10, эмиттерный вывод которого связан с выходным выводом 9 и с выводом катода диода 11; вывод анода которого подключен к выводу катода диода 12 и к выводу конденсатора 13, вывод катода диода 14 связан с выводом анода диода 4, а вывод анода диода 14 подключен к эмиттерному выводу фототранзистора 15 и к свободному выводу конденсатора 13. Кроме этого анод светодиода 16 и катод светодиода 17 подключены к общему выводу 2, а катод светодиода 16 через резистор 18 и анод светодиода 17 через резистор 19 подключены ко входному выводу 1. Источник входного напряжения переменного тока может быть подключен ко второму входному выводу 10, который через конденсатор 21 подключен к первому входному выводу 1. Устройство работает следующим образом. Во время положительной полуволны питающего напряжения ток протекает от первого входного вывода через резистор 3, диод 4, конденсатор 5, диод 6 и конденсатор 8 к общему выводу 2. При этом конденсаторы 5 и 8 заряжаются. Кроме этого, ток протекает от входного вывода 1 через резистор 19 на светодиод 17, который открывает фототранзистор 15, в результате чего конденсатор 13 подключается через диод 11 параллельно конденсатору 8 к выходному выводу 9. Во время отрицательной полуволны ток протекает от входного вывода 1 через диод 14, конденсатор 13 и диод 12 к общему выводу 2, в результате чего конденсатор 13 заряжается. Кроме этого, от входного вывода 1 ток протекает через резистор 18 на светодиод 16, который открывает фототранзистор 10. При этом конденсатор 5 через диод 7 и фототранзистор 10 подключается параллельно конденсатору 8 и к выходному выводу 9. Таким образом, в каждый полупериод к выходной емкости преобразователя переменного напряжения в постоянное с общей землей параллельно подключаются дополнительные емкости, первоначально заряженные от источника питающего напряжения (фиг.2) и тем самым обеспечивается повышение КПД преобразования переменного напряжения в постоянное, а также снижается уровень пульсаций напряжениям помех на выходном выводе. Работа преобразователя переменного напряжения в постоянное при подключении источника переменного напряжения к входному выводу 20 осуществляется аналогично описанной выше, при этом часть напряжения падает на конденсаторе 21. Как видно из фиг.1, преобразователь переменного напряжения в постоянное собран на обычной элементной базе. В качестве оптотранзисторов применялись АОТ-123.