Управляемый силовой ключ Советский патент 1983 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится х. импульсной технике и может быть исгюльзовано в преобразователях напряжения и других устройсзтвах, где требуется высокий КПД и быстродействие. Известен эпекгронный ключ, содерж щий силовой транзистор, нагрузку, эл& мешы управления l . Недостаток указанного устройства низкий КПД. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности $шляется ключевое устройство, сод жащее силовой транзистор, транзистор запирания, коллектор которого подключен к базе силового транзистора, база - , к шине запирания, а эмиттеры, упомярнутых транзисторов - к общей шине, коллектор силового транзистора нагрузку подключен к шине питания, к которой под1и1аочен эмитт оранзистора открывания подключенный базой к шине открывания 2 , Недостатками известного устройства являются низкий КПД и невысокое быст родействие. Цель изобретения - повышение КПД быстродействия. Поставленная це& достигается тем, что в управляемый силовой ключ, содержащий транзистор, транзистор запирания, коллектор которого подюоочен к базе силового транзистора, база - к шине запирания, а эмиттеры транзисторов - к общей шине, коллектор силового транзистора через нагруэку подключен к шине питания, к которой подключен эмиттер транзистора откр вания, подключенный базой к шине откр ваниЪ, введены усилитель и элемеегг переменного сопротивления, причем пе{ вый вход усилителя подключен к нагруэке и коллектору силового 1ранзистора, второй вход - к базе силового транзиотора и первому входу элемента перемен ного сопротивления, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя а второй вход - к коллектору транзистора открьюания. На чертеже показано предлагаемое ухутройство. Устройство содержит силовой транзистор 1, нагрузку 2, транзистор 3 запирания, транзистор 4 открывания, подключенные входами к соответствующим входам, шину питания 5, элемент переменного сопротивления, усилитель общую шину 8, первый вход 9 усилителя, второй 10 усилителя подключен к нагрузке 2., выход ЗД, управляющий вход 12 элемента переменного сопротивления, первый вход 13 элемента п&- . ременного сопротивления, второй-вход 14, шину 15 запирания, шину 16 открывания В качестве элемента переменного сопротивления могут быть использованы как бкпопяргале, так и полевые транзиоторы. Ус1фойст1зо работает соедующим образом. При пода1е импульса тока на базу транзистора 3 запирания он открывает ся и шуктирует переход эмиттер - база силового тр шзистора 1, что вызьюает запирание последнего. Напряжение на коллекторе :илового транзистора возрастет, что вызывает запирание усил теля 7, Напряжение на выходе усилителя 7 достигает максимальной величины. Это напряжение соответствует минималь}юму значению сопротивления элемента 6 переменного сопротивления. При подаче импульса тока на базу транзистора 4 открывания он открывается и через элемент 6 переменного сопротивления и и базу СИЛО1ЮГО транзистора 1 вдет ток, который вызывает форсированное отирание силового транзистора, поскольку сопрб1тивление элемента переменного сопротивления минимально. Напряжение на коллекторе силового транзистора нач1шает уменьшаться| и при достижении им некоторой величины, определяемой шапряжением насыщения U Э - 1, усилитель 7 начинает открываться. Это вызывает уменьшение напряжения на выходе усилителя 7, увеличение сопротивления / элемента 6 переменного сопротивления и, следовательно, уменьшение тока базы силовозго транаист а 1 до минимально необходимой величины, В преобразователях напряжения источников питания радиоапп атуры прим&н$1ются элекгронные ключи с непрерывным способом уп)авления силовым транзистором, причем в портативных устройствах, характеризующихся малой потребляемой мощнос1ью, cBsi3b между каскадами преобразова г ля вьшолняется по типу резистивно-гальванических . Минимизация отпирающего тока базы силового транзистора, обычно превращающего в таких- слючах минимально необходимую велич1ину в 3 - 5 раз, позволяет увеличить расчетное значение КПД редлагаемого устройства на 8 - 15%.

31О39ОЗЗ4.

При коэффициенте усиления сипово- .jлючается время рвсх:всывания носителей

го транзистора более 20 КГЩ элек ,заряда, что приводит к увеличению

роннохч) ключа составит не менее 95%. &лстродействия устройства. Это позвоУчитывая, что КПД источников пита-лит повысить частоту преобразования

ння телевизионной аппаратуры с моиь- sисточников питання телевизионной

ностью потребления до 1О Вт ссота -ратуры и, следовательно, уменьшить

ляет в среднем 5О-7О%, использованиеИх габариты и вес за счет уменьшения

в них силового элеК1ронно1Ч) ключа наразмеров и массы сглаживающих фильттранзисторах позволит увеличить общийров, в частности в источниках питания,

КПД на 5-13%.10вьщолненныхВ виде микросборок по

Поскольку силовой транзистор в пред-гибридно-пленочной технологии, в котолагаемом устройстве работает в объем сглаживающих фильтров , близком к границе насыщения, иск-жет достигать до 80% общего объема.

УПРАВЛЯЕМЫЙ СИЛОВОЙ КЛЮЧ, содержащий силовой транзистор оранзистор запирания, коллектор, которого подключен к базе силового транзистора, база - к шине запирания, а эмиттеры этих транзисторов - к обшей шине, коллектор силового транзистора через нагрузку подключен к шине питания, к которой подключен эмиттер транзистора открывания, подключенный ба ЗОЙ к шине открывания, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повыш ния КПД и быстродействия, в него введены усилитель и элемент Переме ного сопротивления, причем первый эход усилителя подключен к нагрузке и коллектору силового транзистора, второй вход - к базе силового транзистора и первому входу элемента перемен ного сопротивления, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя, а второй вход - к коллектору транзистора открывани51.