Устройство для управления полупроводниковым ключом Советский патент 1983 года по МПК H03K17/00 

4. Устройство по п. 1, о т л и чайщеес я тем, что импульсные трансформаторы первого и

второго формирователя импульсов выполнены на одном сердечнике.

. i, УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ КЛЮЧОМ, содержащее первый формирователь импульсов, состоящий из основного транзистора импульсного трансфор- . матора, резистора, диода конден- : сатора и источника питания, причем I вторичная обмотка импульсного трансформатора под гаочена к управляющим электродам полупроводнико- . вого ключа, отл ич.ающ.е е с я тем, что, с целью расширения Фувкциональньк возможностей, в. |него введены второй формирователь импульсов, ограничитель скважности, формирователь длительности, в первглй формирователь импульсов введен дополнительный транзистор, база которого соединена через по- j следовательно соединенные конденса-. тор и дополнительную обмотку им- . пульснрго трансформатора, заьаунтированные резистором, с эмиттерами основного и дополнительного транзисторов и минусовой кдеммрй источника питания, плюсовая клемма которого сбединёна через часть первичной обмотки импульсного трансформатора с коллекторов дополнительного транзистора, а с коллек- тором основного транзистора - через всю первичную обмотку,и диод, включенный в прямом направлении, база основного транзистора формирователя импульсов является входом, первого формирователя, причем второй формирователь выполнен иДен. тично первому, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом ограничителя скважности и входом формирователя длительности, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов и с первым входом ограничителя скважности, второй В5СОД которого образует входную шину устройства. 2. Устройство.по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ограничитель скважности содержит первый элемент НЕ и первый элемент И, первые входы KOTOJ K соответственно являются входом ограничителя скважности и входом устройства, выход первого элемента НЕ соединен с.вторым входом первого элемента И, выход которого Является выходом ограничителя скважности. 0 3.. Устройство по П.1, о т л и.4: J;: ча.ю.щееся тем, что формирователь длительности содержит вто рой и третий резисторы, интеграOi. тор, компаратор, инвертор, второй элемент И, второй элемент НЕ, вход которого является входом формирователя длительности и соединен через второй резистор с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с .нулевой шиной, а выход подключен к первому входу второгсГ элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ, а выход его является выходом формирователя длительности и через инвертор и третий резистор соединен с 1входом интегратора.

Изобретение относится к импуль ной технике, в частности к устройствам формирования импульсных сигналов, и может быть использова в автоматике и преобразовательной технике, Известно устройство управления . транзисторным ключом, построенное на трансформаторах тока 1}. Однако это устройство не позвол ет форсировать процесс включения и выключения полупроводниксшого ключа, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управл ния полупроводниковым ключом, содержащее формирователь импульсов, состоящий из основного транзистора; импульсного трансформатора, ре зистора, диода, конденсатора и ис точника питания, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена к управляющим электродам полупроводникового ключа 2 Недостатком известного устройства являются узкие функциональные возможности устройства, так как оно мо.кет быть использовано только дпя формировани э узких однополярны импульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления полупроводниковым ключом, содержащее первый формирователь импульсов, состоящий из основного транзистора импульсного трансформатора, резистора, диода и конденсатора и источника питания, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена к управляющим электродам полупроводникового ключа, введены второй формиро ватель импульсов, ограничитель скважности, формирователь длительности, причем в первый формирователь импульсов введен дополнительный транзистор, база которого сое динена через последовательно соединенные конденсатор и дополнительную обмотку импульсного трансф матора, зашунтированные резистором, с эмиттерами основного и дополнительного транзисторов и минусовой клеммой источника питания, плюсовая клемма которого соединена через чайть первичной обмотки импульсного трансформатора с коллектором дополнительного транзистора, а с коллектором основного транзистора - через всю первичную обмотку и диод, включенный в прямом направлении база основного транзистора формирователя импульсов. является входом первого формирователя, причем второй формирователь выполнен идентично первому, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом ограничителя скважности и входом формирователя длительности, выход которого соединен с входом второго формирователя импульссж и с первым входом, ограничителя скважности, второй вход которого образует входную шину устройства, Ограничитель скважности соде:ржит первый элемент НЕ и первый элемент И, первые входы которых соответственно являются входами ограничителя скважности и входом устройства, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого является выходом ограничителя скважности Формирователь длительности содержит второй и третий резисторы, интегратор, компаратор, инвертор, второй элемент И, второй элемент НЕ, вход которого является входом формирователя длительности и соединен чеоез второй резистор с входом инвертора, выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с нулевой шиной, а выход подключен к первс 1у входу второго элемента И, второй вхЬд которого подключен к выходу второго элемента НЕ, а выход его является выходом формирователя длительности и через инвертор и третий резистор соединен с входом интегратораИмпульсные трансформаторы формирователей импульсов выполнены на одном сердечнике. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 диаграммы напряжений на контрольных точках. Устройство для управления полупроводниковым ключом, содержит

формирователи 1 и 2 импульсов, i состоящие из основного транзистора 3, импульсного трансформатора 4 с обмотками 5, резистора 6, диода конденсатора 8 и источника 9 питания, причем вторичная обмотка 10 импульсного трансформатора 4 подключена к управляющим электродам полупроводникового ключа 11, а также содержит, ограничитель 12 скважности , формирователь 13 длительности , В формирователи 1 и 2 импульсов введен дополнительный транзистор 14, базы которого соединены через последовательную цепь из конденсатора 8 и дополнительную обмотку 15 импульсного трансформатора 4, параллельно последовательной цепи включен резистор с эмиттерами основного и дополнительного транзисторов 3 и 14 и минусовой клеммойисточника 9 питания, плюсовая клемма которого связана, через первичную обмотку 5 импульсного трансформатора 4с коллектором дополнительного транзистора 14 через часть первичной обмотки 5 и с коллектором основного транзистора 3 через всю первичную обмотку 5 и диод 7, включенный в прямом направлении.База основного транзистора формировател 1 импульсов является его входом.

Вход первого формирователя Г импульсов соединен с выходом ограничителя 12 скважности, с входом формирователя 13 длительности, выход которого соединен с входом второго формирователя 2 импульсов и первым входом ограничителя 12 скважности, второй вход 16 которого образует входн шину устройства, Ограничитель,12 скважности содержит первый элемент НЕ 17 и первый элемент И 1 первые входы которых соответственно являются входом ограничителя 12 скважности и входом 16 устройства, выход первого элемента НЕ 17 соединен с вторим входом первого элемента И 18, выход которого является выходом ограничителя скважности, сединенный с входом формирователя длительности, входом которого является вход второго элемента НЕ 19, соединенный через второй резистор 20 с интегратором 21, выход которого подк,пючен к первому вх6,«, ду компаратора 2, второй вход которого соединенс нулевой шиной, а выход подключен к первому входу второго элемента И 23, второй вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ 19, а выход его через инвертор 24 и третий резистор 25 соединен с входом интегратора 21 и непосредственно с входом ограничителя 12 скважности и вторым формирователем 2 импульсов.

причем импульсные трансформаторы формирователей импульсов выполнены на одном сердечнике, На диаграммах (фиг, 2) представлены; а - напряжение на входе 16 устройства; б - выходное напряжение устройства в - напряжение на выходе интегратора 21; г - напряжение на выходе компаратора 22; д - выходное напряжение элемента НЕ 19; е - напряжение на выходе элемента И 23; ж - выходное напряжение инвертора

Устройство работает следующим образом.

В момент появления на входе 16 устройства импульса (фиг 2а) с входа ограничителя 12 скважности сигналпоступает на вход формирователя 13 длительности и на базу основного транзистора 3 формирователя 1. Транзистор 3 открывается. Одновременно открывается и дополнительный транзистор 14 за счет положительной обратной связи с обмотки J5 через конденсатор ,8,

В этот момент, формируется максимальная амплитуда выходного импульса (фиг, 2 б) во вторичной обмотке 10, подключенной к управляющим элетродам полупроводникового к,люча 11 Время включенного состояния транзистора 14 определяется величиной емкости конденсатора 8, который заряжается через упрсшляющий переход транзистора 14 от обмотки 15 импульсного ,трансформатора 4. Посл закрытия транзистора 14 амплитуда напряжения уменьшаетс:я. Транзистор 3 остается включенным до окончания действий входного импульсд. Выходное напряжение ограничителя, 12 скважности также поступает на вход формирователя 13 длительности т.е. на вход элемента 19 и через резистор 20 - на вход интегратора 21, на выходе которого появляется нарастающее напряжение (фиг,2в).. Компаратор 22 переключателя и его выходное напряжение (фиг. 2г) поступает на первый вход элемента 23. На второй вход этого элемента постпает напряжение (фиг. 2 д) с выхода-элемента 19 и блокирует прохождение напряжения (фиг. 2 г) до тех пор, пока не исчезнет входное напряжение на входе устройства 1,6, По окончании входного импульса транзистор 3 первого формирователя закрывается, а транзистор 3 второго формирователя импульсов открывается/выходным напряжением (фигч 2 е) элемента 23. Одновременно открывается дополнительный тр.анзистор 14 второго формирователя за счет положительной обратной связи с обмотки 15 через конденсатор 8, Вр вторичной обмотке 10 появляется напряжение (фиг. 2Ь)