СИЛОВОЙ КЛЮЧ НА МДП-ТРАНЗИСТОРЕ Российский патент 2004 года по МПК H03K17/567 H02M7/537 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в различных бесконтактных коммутационных устройствах.

Известен силовой ключ, содержащий разделительный трасформатор, два взаимодополняющих биполярных транзистора, конденсаторы, резисторы и диоды (УДК 621.314,5: 621.382.32 Высокочастотные конверторы на мощных МДП-транзисторах/ Б.В.Кабелев - ЭТвА, 1984, вып.15, с.27, рис.5).

Однако этот ключ не позволяет коммутировать длительные импульсы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трасформатор, транзисторы, резисторы и диоды, у двух транзисторов одинаковой проводимости, между базами которых включен резистор, переходы база-эмиттер зашунтированы резисторами, а переходы коллектор-эмиттер - диодами, включенными в запирающем направлении, эмиттеры подключены ко вторичной обмотке трансформатора, а коллекторы - к переходу затвор-исток МДП-транзистора (патент РФ, 2152127, Н 03 К 17/567), который выбран в качестве прототипа.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД.

Поставленная цель достигается тем, что база-эмиттерные переходы транзисторов зашунтированы диодами в запирающем направлении.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема силового ключа на МДП-транзисторе.

Силовой ключ на МДП-транзисторе содержит разделительный трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и вторичной обмоткой 3, диоды 4, 5, ограничительный резистор 6, транзисторы 7, 8, МДП-транзистор 9, диоды 4, 5 включены параллельно переходам база-эмиттер транзисторов 7, 8 в запирающем направлении, ограничительный резистор 6 включен между базами транзисторов 7, 8, вторичная обмотка 3 трансформатора 1 подключена между эмиттерами транзисторов 7, 8, затвор-исток МДП-транзистора 9 подключен между коллекторами транзисторов 7, 8.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства на обмотку 2 трансформатора 1 коротких положительных импульсов с большой скважностью на вторичной обмотке 3 трансформатора 1 также появляются короткие положительные импульсы с большой скважностью, небольшое отрицательное напряжение, присутствующее между короткими положительными импульсами мало, и им можно пренебречь.

Положительный потенциал с верхнего по схеме вывода обмотки 3 трансформатора 1 через диод 4 и база-коллекторный переход транзистора 7 поступает на затвор МДП-транзистора 9 и через диод 4 и резистор 6 на база-эмиттерный переход транзистора 8, вызывая протекание базового тока, по цепи - верхний по схеме вывод обмотки 3 трансформатора 1, диод 4, резистор 6, база-эмиттерный переход транзистора 8, нижний вывод обмотки 3 трансформатора 1, транзистор 8 открывается и отрицательный потенциал с нижнего вывода обмотки 3 трансформатора 1 поступает на исток МДП-транзистора 9, происходит быстрый заряд емкости затвор-исток МДП-транзистора 9, и он открывается, транзистор 7 при этом закрыт.

В паузе между короткими положительными импульсами на вторичной обмотке 3 трансформатора 1 присутствует небольшое отрицательное напряжение, но его величины недостаточно для открывания диода 5 и транзистора 7 по цепи - нижний вывод обмотки 3 трансформатора 1, диод 5, резистор 6, база-эмиттерный переход транзистора 7, верхний вывод обмотки 3 трансформатора 1 и МДП-транзистор 9 остается открытым положительным напряжением заряженной емкости затвор-исток МДП-транзистора 9.

При подаче на вход устройства на первичную обмотку 2 трансформатора 1 коротких отрицательных импульсов с большой скважностью происходят аналогичные процессы, т.к. схема устройства симметричная, при этом емкость затвор-исток МДП-транзистора 9 перезаряжается - на затвор-исток МДП-транзистора поступает отрицательное напряжение, и он закрывается.

В предлагаемом устройстве на два элемента меньше, чем в прототипе, следовательно, его надежность выше за счет использования меньшего количества элементов, кроме того, улучшены массогабаритные показатели, что существенно при использовании большого количества ключей, особенно в бортовой космической аппаратуре.

Опытный образец устройства был собран на БТИЗ-61, 2T3117A, 2Д522Б, 2П762А. При управлении импульсами 10 В, τ=3 мкс, Q=500 ключ коммутировал ток 10 А с длительностью фронтов 40 нс, при этом ток потребления схемы, формирующей управляющие импульсы, составлял 1,5 мА при Uпит=5 В.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого объекта.

Изобретение относится к импульсной технике для использования в бесконтактных коммутационных устройствах. Технический результат заключается в повышении надежности. Силовой ключ на МДП-транзисторе (9) содержит трансформатор (1) с первичной (2) и вторичной (3) обмотками, транзисторы (7) и (8) одинаковой проводимости, между базами которых включен резистор (6). Эмиттеры транзисторов (7) и (8) подключены ко вторичной обмотке (3) трансформатора (1), а коллекторы - к переходу затвор-исток МДП-транзистора (9). База-эмиттерные переходы транзисторов (7) и (8) зашунтированы диодами (4) и (5) в запирающем направлении. 1 ил.

Силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор, диоды, транзисторы одинаковой проводимости, между базами которых включен резистор, эмиттеры подключены ко вторичной обмотке трансформатора, а коллекторы к переходу затвор-исток МДП-транзистора, отличающийся тем, что база-эмиттерные переходы транзисторов зашунтированы диодами в запирающем направлении.