Устройство для управления силовым магнитотранзисторным ключом Советский патент 1983 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для статических преобразователей напряжения постоянного и переменного тока.

Известны преобразователи постоянного, тока в постоянный с силовым магнитотранзисторным ключом, выполненные по двухтактнсэй схеме и содержащие в каждом плече силовой транзистор и трансформатор, обеспечивающий автоколебательный режим работы 1 .

Недостатком известных устройств являются.повышенные динамические потери, снижающие его надежность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления магнитотранзисторным ключом, содержащее два диода, катоды которых подсоединены к клемме для подключения базы силового транзистора ключа, клемма для подключения коллектора которого соединена с одной из клемм для подключения источника питания нагрузки, а клемма для подключения эмиттера подсоединена через входную обмотку трансформатора тока с двумя отдельными магнитопроводами к второй клемме для подключения источника питания нагрузки, двухтактный усилитель, баз транзисторов которого подсоединены соответственно через первый и второй резисторы и блок синхронизации к re-f нератору повышенной частоты, эмиттеры транзисторов усилителя соединены с клеммой для подключения минусового вывода источника.тока и коллекторы транзисторов усилителя подсоединены к первым зажимам соответствующихвыходных обмоток трансформатора тока, расположенных на отдельных магнитопроводах izj .

Недостатком известного устройства является невысокий КПД.

Цель изобретения - повышение КПД устройства для управления силовым магнитотранзисторным ключом.

Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено двумя дополнительнными резисторами, а трансформатор тока снабжен двумя дополнительными выходными обмотками, размещенными на разных магнитопроводах, причем одни их зажимы подсоединены к клемме для подключения эмиттера силового транзистора и вторые зажимы.к анодам соответствующих диодов, а вторые зажимы основных выходных обмоток трансформатора тока через соответствующие дополнительные резисторы подсоединены к клемме для подключения полюсового вывода источника тока.. На чертеже представлена принципи альная электрическая схема устройства для управления силовым магнитотранзисторным ключом

Устройство содержит силовой транзистор 1, трансформатор 2 тока и / двухтактный усилитель на транзисторах 3 и 4. Входная обмотка 5 трансформатора 2 охватывает оба магнитопровода б и 7 и включена в силовую цепь последовательно с силовым транзистором 1, а выходные обмотки 8 и9 расположенные на отдельных магнитопроводах б и 7, включены в коллекторные цепи транзисторов 3 и 4 усилител Дополнительные выходные обмотки 10 и 11, расположенные на отдельных магнитопроводах б и 7, через диоды 12 и 13 подключены к базе силового транзисуора 1. Выходные обмотки 8 и 9 подключены через резисторы 14 и 15 к источнику 16 т.ока.

Входы двухтактного усилителя поД кпючены к генератору 17 повышенной частоты .через блок синхронизации, включа1ощий два логических элемента 2И-НЕ и счетный триггер. Клеммами 18 и 19 силовой ключ подключается к нагрузке и источнику питания нагрузки. На клемму 20 подается сигнал управления силовым ключом.

Работа устройства заключается в следующем.

При подаче сигнала на клемму 20 транзисторы 3 и 4 начинают переклю«. чаться с частотой, задаваемой генератором 17 повышенной частоты. Во входной цепи силового транзистора 1 появляется ток, и он открывается. То нагрузки, протекая по входной обмотке 5 трансформатора 2 тока, задает величину тока во входной цепи силового трансформатора (в обмотке 10 или 11) . В течение времени, равного периоду выходного напряжения генератора 17, транзистор 3 (4) открыт.

В это время происходит перемагни-чивание магнитопровода б (7| под действием напряжения, равного разности напряжения источника 16 тока и паде-: ния напряжения на резисторе 14 (15) , пропорционального току нагруэки. Напряжение с обмотки 8 (9) трансформируется в обмотку 5 и частично компенсиг рует в ней падение напряжения за счет протекания тока нагрузки,-а напряжение обратной полярности н обмотке 10 (11) отсекается диодом 12 (13) и не поступает на базу силового транзистора 1. В следующий период выходного напряжения генератора 17 транзистор 3 (4) закрыт. За счет трансформации тойа нагрузки на обмотки 5 в обмотку 10 (11) , которые включены так, что образуют положйтельную-.обратную: связь по току, силовой транзистор 1. открыт и насыщен. Таким образом, в интервалах времени, когда на клемму 20 подан разрешающий сигнал, силовой транзистор 1 находится в открытом . состоянии за счет трансформации тока нагрузки во входную цепь этого транзистора через обмотку 10 (11) . В интервалах времени, когда на клемму 20 не подан управл5«аций сигнал, транзисторы 4 и 3 усилителя открыты постоянно, а силовой транзистор 1 закрыт за счет протекания по обмоткам 8 и 9 тока, исключающего возникновение положительной обратной связи по току между обмотками 5 и 10 (5 и 11) .

Повышение КПД, а также уменьшение мощности, потребляемой от источника питания блока управления, обеспечивается тем, что отпирание силового транзистора осуществляется непосредственно током, трансформируемым из силовой цепи, а дополнительные выходные обмотки, являющиеся одновременно управляющими и размагничивающими, подключаются к источнику питания на интервал времени равный половине периода переключений транзисторов усилителя.

Введение двух дополнительных обмоток, расположенных на отдельных магнитопроводах трансформатора тока и включенных через диоды к входу силового транзистора, и подключение выходных обмоток через резисторы к источнику тока позволяет упростить схемное исполнение устройства для управления силовым магнитотранзисторным ключам за счет исключения двух управляющих трансформаторов,связи, тем сакым снизить массу и габариты устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ МАГНИТОТРАНЗИСТОРЙЫМ КЛЮЧОМ, содержащее два , катоды которых подсоединены к клемме для подключения базы силового транзистора ключа, клемма для подключения коллектора которого соединена с одной из клемм для подключения источника питания нагрузки, а клемма для подключения эмиттера подсоединена через входную обмотку трансформатора тока с двумя отдельными магнитопроводами к второй клемме для подключения источника питания нагрузки, двухтактный усилитель, базы транзисторов которого подсоединены соответственно через первый и второй резисторы и блок синхронизации к генератору повышенной частоты, эмиттеры транзисторов усилителя соединены с.клеммой для подключения минусового вывода источника тока и коллекторы транзисторов усилителя подсоединены к первым зажимам соответствукяцих выходных обмоток трансформатора тока, расположенных на отдельных магнитопроводах, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД оно снабжено двумя дополнительными резисторами, а трансформатор тока снабжен двумя дополнительными выходными обмотками, размещенными на разных магнитопроводах, причем одни их зажимы подсоединены к кле1Ф е для подключения эмит(Л тера силового транзистора и вторые зажимы - к анодам соответствующих диодов, а вторые зажигеа основных выходных обмоток трансформатора тока через соответствующие дополнительные резисторы подсоединены к клемме для подключения плюсового вывода источника тока. IND со СП о

f6

2Q

-Л rt

О о