Магнитно-транзисторный ключ Советский патент 1984 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульс технике и может быть использовано нкгаочевых преобразователях, регуляторах и усилителях систем автомати ки, электропитания и электропривод Известен магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзисто коллектор, который через последова тельно соединенные первичную обмот ку трансформатора тока и нагрузку подключен к шине питания, эмиттер соединен с эмиттером управляющего транзистора и общей шиной, база с первым выводом базовой обмотки трансформатора тока, и обмотку упр ления с встречно включенным диодом С1 . Однако данное устройство отличается сложностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитно-транзисторный ключ, содер жащий силовой транзистор, коллектор которого через последовательно соединённые первичную обмотку трансформат;ора тока и нагрузку подключен к шине питающего напряжения, эмиттер соединен с эмиттерсм управляющего транзистора и общей шиной, база - с первь ВЕШОДОМ базовой обмотки трансформатора тока, управляющая обмотка трансформатора тока первьм выводс5м через резистор соединена с шиной питающего напряжения, база управлякицего транзистора подключена к входной шине, и встречно включенный диод t2. Недостатком известного устройств является относительная сложность из-за большого количества элементов Целью изобретения является упрощение конструкции ключа. Цель достигается тем, что в магнитно-транзисторнс ключе, содержащем силовой транзистор, коллектор которого через последовательно соединенные первичную обмотку трансфор матора тока и нагрузку подключен к шине питающего напряжения, эмиттер соединен с эмиттером управляющего транзистора и общей шиной, база - с первым выводом базовой обмотки трансформатора тока, управляющая обмотка трансформатора тока первьм выводом через резистор соединена с шиной питающего напряжения, база управляющего транзистора подключена к входной шине, и встречно включенный диод, база силойого транзистора через обратно включенный диод соеди иена с первым выводом управляющей обмотки трансформатора тока, второй вывод которой подключен к коллектору управляквдего транзистора, а вт рой вывод базовой обмотки трансформатора тока соединен с эмиттером силового транзистора. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства для однотактного варианта ключа; на фиг. 2 то же, для двухтактного варианта ключа. Устройство содержит силовой транзистор 1, трансформатор 2 тока, первичная обмотка 3 которого включена последовательно в выходную цепь силового транзистора 1 и нагрузки 4. Базовая обмотка 5 трансформатора 2 тока подключена к входу силового транзистора 1. Управляющая обмотка б соединена . одним концом с управляющим транзистором 7, шунтированным диодом 8, а другим концом через встречно включенный диод 9 - с базовой обмоткой 5.Отвод управляющей обмотки 6 соединен через резистор 10 с выводом источника питания +ЕЧ, который в частном случае может быть соединён q источником +Е, питающим цепь нагрузки 4 .. Вход управляющего транзистора 7 соединен с выходом блока 11 управления. В двухтактном варианте нагрузка 4 подключена к выходной цепи транзисторов 1 через выходной трансформатор 12.. Устройство работает следующим образом. При закрытом управляющем транзисторе 7 силовой транзистор 1 открыт под действием положительной обратной связи между обмотками 3 и 5 трансформатора 2 тока. Цепь управлякйцей обмотки б при этом разомкнута (напряжение на обмотке 5 и части обмотки, б меньше напряжения источника питания Е,) . При отпирании управляющего транзистора 7 цепь обмотки б замыкается накоротко через транзистор 7, обмотку 5 и диод 9. Ток из первичной цепи трансформируется в цепь обмотки 6,число витков которой в 5-10 раз больше, чем обмотки 5. Ток базы силового-транзистора 1 снижается и изменяет знак, так как на этапе рассасывания избыточных носителей из области базы транзистора 1 напряжение на входе этого транзисторасохраняет свою полярность (плюс на точке)-и компенсирует падения напряжения на диоде 9 и транзисторе 7.Благодаря этому обеспечивается большая скорость выключения силового транзистора 1 без форсирующих внешних конденсаторов. После выключения силового транзистора 1 транзистор 7 остается открытьм, по участку обмотки б проходит ток, ограничиваемый резистором 10, что обеспечивает возвратное, перемагничивание сердечника

трансформатора 2 тока в исходное состояние.

При запирании транзистора 7 внешним сигналом, поступающим с блока 11 управления, под действием ЭДС самоиндукции, развиваемой на обмотках трансформатора 2 тока, происходит лавинообразное отпирание силового транзистора 1 вследствие положительной обратной связи между обмотками 3 и 5.

Процессы, происходящие при коммутации ключей в двухтактном соединении, аналогичны рассмотреиньм зыше, причем при переключении управляющих транзисторов 7 двухтактным

управляющим сигналом блока 11 управления происходит переключение силовых транзисторов 1 (один закрывается, другой открывается).

Начальное отпирание силового . транзистора 1 при его включении обеспечивается не только действием ЭДС сг1моиндукции трансфО1 4атора тока, как в однотактном варианте

(фиг. 1), а и током, проходящим через обмотку 6 и резистор 10.

Таким образом, в предложенном устройстве при относительной простоте обеспечивается надежная работеспособность.

МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ, содержащий силовой транзистор, коллектор которого через последовательно соединенные первичную обмотку трансформатора тока и нагрузку подключен к шине питающего напряжения, эмиттер соединен с эмиттером управляющего транзистора и общей шиной, база - с первым выводом базовой обмотки трансформатора тока, управляющая обмотка трансформатора тока первым выводом через резистор соединена с шиной, питакяцего напряжения, база управляющего транзистора подключена к входной шине и встречновключенный диод, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции ключа, база силового транзистора через обратно включенный диод соединена с первьм выводом управлшощей обмотки трансформатора тока, второй вывод которой подключен к коллектору управляющего транзистора, а второй вывод базовой обмотки трансформатора тока соединен с эмиттером силового транзистора. :О CTi :