СИЛОВОЙ КЛЮЧ НА МДП-ТРАНЗИСТОРЕ Российский патент 2009 года по МПК H03K17/567 

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

Известен силовой ключ, содержащий разделительный трансформатор, два взаимодополняющих биполярных транзистора, конденсаторы, резисторы и диоды (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 трансформатор, резисторы, диоды и два транзистора (патент РФ №2263393), который выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является недостаточно высокая надежность.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор с вторичной обмоткой и дополнительной вторичной обмоткой, конец вторичной обмотки непосредственно соединен с истоком МДП-транзистора, транзистор, переход база-эмиттер которого зашунтирован резистором, резистор, введены первый и второй диодные мосты, вход первого диодного моста включен между началом вторичной обмотки и затвором МДП-транзистора, а выход в отпирающей полярности подключен к переходу коллектор-эмиттер транзистора, вход второго диодного моста подключен к дополнительной вторичной обмотке, а выход в отпирающей полярности через ограничивающий резистор подключен к переходу база-эмиттер транзистора.

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

Силовой ключ на МДП-транзисторе содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и дополнительной вторичной обмоткой 4, конец вторичной обмотки 3 непосредственно соединен с истоком МДП-транзистора 10; транзистор 5, база-эмиттерный переход которого зашунтирован резистором 6; первый диодный мост 8, вход которого включен между началом вторичной обмотки 3 и затвором МДП-транзистора 10, а выход в отпирающей полярности подключен к переходу коллектор-эмиттер транзистора 5; второй диодный мост 9, вход которого подключен к дополнительной вторичной обмотке 4, а выход в отпирающей полярности через ограничивающий резистор 7 подключен к переходу база-эмиттер транзистора 5.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства на первичную обмотку 2 трансформатора 1 коротких положительных или отрицательных импульсов с большой скважностью на дополнительной вторичной обмотке 4 трансформатора 1 также появляются короткие положительные или отрицательные импульсы с большой скважностью, которые выпрямляются диодным мостом 9 и через ограничивающий резистор 7 в отпирающей полярности поступают на база-эмиттерный переход транзистора 5, открывая его на время длительности коротких импульсов, небольшое остаточное напряжение, присутствующее между короткими импульсами мало и его величины недостаточно для прохождения через мост 9 и открывания транзистора 5.

При подаче на вход устройства на первичную обмотку 2 трансформатора 1 коротких положительных или отрицательных импульсов с большой скважностью на вторичной обмотке 3 также появляются короткие положительные или отрицательные импульсы с большой скважностью, которые через открытый транзистор 5 и диоды моста 8 поступают на затвор МДП-транзистора 10, противоположный потенциал с конца вторичной обмотки 3 поступает на исток МДП-транзистора 10, происходит заряд емкости затвор-исток МДП-транзистора 10 до напряжения амплитуды импульсов минус падение напряжения на диодах моста 8 и транзисторе 5.

В паузе между короткими импульсами транзистор 5 закрыт, и емкость затвор-исток МДП-транзистора 10 остается заряженной положительным или отрицательным напряжением, и МДП-транзистор 10 будет открыт или закрыт в зависимости от полярности импульсов, подаваемых на вход устройства.

В предлагаемом устройстве транзисторов меньше, чем в прототипе, следовательно, его надежность выше за счет использования меньшего количества активных элементов и большей надежности диодных мостов из-за их более простой структуры.

Опытный образец устройства был собран на диодных мостах 2Д906А, транзисторе 2Т3117А, резисторах 910 Ом и 91 Ом, трансформаторе ТИЛ2В, МДП-транзисторе IRFP250.

При управлении импульсами амплитудой 5 В, τ=2 мкс, Q=12 ключ коммутировал 10 А с длительностью фронтов 35 нс.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого устройства.

Предлагаемое изобретение относится к импульсной технике. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности. Технический результат достигается тем, что в силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор с вторичной обмоткой и дополнительной вторичной обмоткой, конец вторичной обмотки соединен непосредственно с истоком МДП-транзистора, транзистор, переход база-эмиттер которого зашунтирован резистором, ограничивающий резистор, введены первый и второй диодные мосты, вход первого диодного моста включен между началом вторичной обмотки и затвором МДП-транзистора, а выход в отпирающей полярности подключен к переходу коллектор-эмиттер транзистора, вход второго диодного моста подключен к дополнительной вторичной обмотке, а выход в отпирающей полярности через ограничивающий резистор подключен к переходу база-эмиттер транзистора. 1 ил.

Силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор с вторичной обмоткой и дополнительной вторичной обмоткой, конец вторичной обмотки соединен непосредственно с истоком МДП-транзистора, транзистор, переход база-эмиттер которого зашунтирован резистором, резистор, отличающийся тем, что введены два диодных моста, вход одного диодного моста включен между началом вторичной обмотки трансформатора и затвором МДП-транзистора, а выход в отпирающей полярности подключен к переходу коллектор-эмиттер транзистора, вход другого диодного моста подключен к дополнительной вторичной обмотке, а выход в отпирающей полярности через резистор подключен к переходу база-эмиттер транзистора.