ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ Российский патент 2015 года по МПК H03K3/33 

Известен способ управления транзистором через подачу сигнала в базу или затвор для усиления или преобразования сигналов. Недостатком этого способа является то, что применяется гальваническая связь, которая в аварийной ситуации превращает транзистор в точку соединения всех его электродов, в которой смешиваются управляющие и управляемые цепи. Управляющие цепи, как правило, бывают низковольтными, а управляемые цепи, как правило, высоковольтные. Смешивание этих цепей приводит к катастрофическим последствиям для управляющих цепей.

Исправить этот недостаток можно, применив на базовом входе управляемого транзистора трансформатор, имеющий надежную изоляцию между управляющей и управляемой цепью. С этой целью следует применить качер (Патент РФ №2444124 «Генератор разрывов электрической цепи - качер на транзисторе» автор Бровин В.И.) для возбуждения первичной обмотки трансформатора, а вторичную обмотку соединить с базой (затвором) управляемого транзистора.

Качер позволяет периодически в каждом отдельном временном интервале соединить и разъединить электрическую цепь, позволяя действовать в пределах событий, в которых проявляется действие ЭДС самоиндукции, без перехода в стационарный режим.

Автор предполагает, что возникновение тока от источника напряжения в цепи сопровождается механическим поворотом магнитных моментов атомов окружающего индуктивность вещества вдоль проводника, в котором протекает ток, и на это затрачивается энергия источника питания цепи (Явление передачи энергии индуктивностей через магнитные моменты вещества, находящегося в окружающем пространстве, и его применение. - М.: МетаСинтез, 2003 - 20 c. ISBN 5-901569-05-9; автор Бровин В.И.) Разрыв цепи сопровождается механическим возвратом магнитных моментов в исходное положение, и это создает импульс самоиндукции, которому по времени не соответствует ток.

Механически поворачивающиеся магнитные моменты воздействуют на вторичную обмотку трансформатора как движущийся проводник с током и создают в ней источник энергии, способный управлять базово-эмиттерным током управляемой силовой коллекторно-эмиттерной цепи.

На фиг.1: транзистор, управляемый генератором прямоугольных импульсов, создает ток I в индуктивности, являющейся первичной обмоткой трансформатора без сердечника (присутствие сердечника возможно, но не необходимо). Он отпирает транзистор по базе, что создает падение напряжения U на резисторе, во вторичной цепи только в начальной (во время нарастания тока) и конечной стадиях (при прерывании течения тока, что соответствует возврату магнитных моментов в исходное состояние).

Во время действия стационарного состояния трансформации не происходит, потому что магнитные моменты удерживаются в неподвижном состоянии источником питания транзисторного каскада и не воздействуют на вторичную обмотку трансформатора, как это происходило при нарастании тока и возврате в исходное состояние.

Для создания, в данном случае, тока во вторичной обмотке трансформатора без сердечника требуется значительная мощность источника питания в цепи первичной обмотки. По этой причине применение управления с трансформаторной связью с синусоидальной или иной формой управляющего сигнала бывает нецелесообразно, даже в присутствии сердечника.

Если на место первичной катушки поставить катушку индуктора качера, а схему качера запитать от источника меньшей мощности, то от вторичной обмотки такого трансформатора управляемый транзистор откроется на весь временной интервал включения питания качера (см. фиг.2). Правда, в открывшемся интервале будут проявляться наносекундные интервалы запирания, во время действия импульса самоиндукции, возникающего в момент разрыва цепи качера, но они легко сглаживаются, при необходимости, шунтирующей емкостью. На питание качера требуется намного меньшая мощность, чем в предыдущем случае.

Такой способ управления транзистором позволит создавать новые мощные средства автоматизации в автоматике, телемеханике, робототехнике.

Одновременно этот способ передачи энергии позволяет запитывать локальные независимые схемы и создавать бесконтактные разъемы с передачей энергии и информации по отдельным трансформаторным линиям связи.

Изобретение относится к области управления транзистором и может использоваться в автоматике, телемеханике, робототехнике. Достигаемый технический результат - обеспечение надежной изоляции между управляющей и управляемой цепью. Трансформаторный способ управления транзистором характеризуется тем, что выходная силовая управляемая цепь транзистора гальванически развязывается по базе с управляющей слаботочной цепью трансформаторной связью вторичной обмоткой трансформатора, который может содержать или не содержать сердечник, при этом управляющая цепь имеет качер в качестве первичной обмотки трансформатора, который может иметь не зависимый от управляемой цепи источник питания. 2 ил.

Трансформаторный способ управления транзистором, отличающийся тем, что выходная (силовая) управляемая цепь транзистора гальванически развязывается по базе с управляющей (слаботочной) цепью трансформаторной связью вторичной обмоткой трансформатора, который может содержать или не содержать сердечник, при этом управляющая цепь имеет качер в качестве первичной обмотки трансформатора, который может иметь не зависимый от управляемой цепи источник питания.