Устройство для управления транзисторным ключом Советский патент 1985 года по МПК H02M7/537 H03K17/60 

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в устройствах регулирования и преобразов ния постоянного тока в переменный, частности, в схемах с повьшенными требованиями к быстродействию силового транзисторного ключа. Известно устройство для управления транзисторным ключом в инверторе, выполленное по схеме, обеспечивающей фррсированное запирание силового транзистора, и содержащее силовой транзистор с трансформаторным выходом на нагрузку, управляющий транзистор, нагруженный через токоограничивающий резистор и форсирующий конденсатор на вход силового транзистора, транзисторный ключ, включенньй параллельно входной цепи силового транзистора. Схема обеспечивает форсированное включение и от ключение силового транзистора О. Однако формирование включения обеспечивается форсирукщим конденса тором, а форсирование запирания транзисторным ключом. Наличие токоограничивающего резистора в базовой .цепи силового транзистора вызывает дополнительные активные потери мощности по цепи управления и снижает КПД. Наиболее близким к изобретению является устройство для управления транзисторным ключом, содержащее уп равляющий каскад с выходным транзнс тором, подсоединенньй через раздели тельньй конденсатор к входу транзис торного ключа, и транзистор, подклю ченный параллельно выходу управляющего каскада Г2. Однако известная схема содержит в базовой цепи токоограничиваюпдай резистор, включенный параллельно разделительному конденсатору. Использование токоограничивающего резистора в базовой цепи силового тра зистора увеличивает потери мощности и снижает.КПД. Целью изобретения является повышение КПД. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управлени транзисторным ключом, содержащее уп равляющий каскад с выходным транзис тором, подсоединенный через раздели тельный конденсатор к входу транзис торного ключа, и транзистор, подклю ченный параллельно выходу управляющ го каскада, в коллекторную цепь выходного транзистора управлякщего каскада последовательно включены введенные ненасыщаюцийся дроссель и диод, параллельно которым подключен конденсатор., На чертеже изображена принципиальная схема, предлагаемого устройства. В устройстве выходной транзистор 1 управляняцего каскада соединен с транзистором 2 и разделительным конденсатором 3. Нагрузкой управлякщего каскада является вход силового транзистора 4 с выходной клеммой 5. В коллекторную цепь транзистора управляющего каскада последовательно включены ненасыщающийся дроссель 6 и диод 7, параллельно им включен конденсатор 8. Схема имеет управлякяцие входы 9 и 10, на которые поступают сигналы управления в виде прямоугольных импульсов, сдвинутых один относительно другого на 180 эл.град. Схема работает следующим образом. На входы 9 и 10 управляющего каскада и транзисторного ключа подаются в противофазе прямоугольные импульсы управления. Поступающий на вХод 9 положительный импульс управления включает транзистор 1, при этом конденсатор 8 разряжается по цепи: коллекторно-эмиттерньм переход транзистора 1 - конденсатор 3 - базо-эмиттерный переход транзистора 4 - источник питания. Бросок разрядного тока конденсатора 8 обеспечивает форсированное включение транзистора 4. Конденсатор 8 полностью разряжается и затем перезаряжается с противоположной полярностью, указанной в скобках. Ток базы силового транзистора 4 и конденсатора 3 нарастает, изменяясь по гармоническому закону, определяемому в основном параметрами L и С дросселя 6 и конденсатора 8. Параметры L и С выбираются из расчета, что в течении всего времени действия управлякщего импульса на входе 9 ток базы имеет достаточную для надежногсг отпирания транзистора 4 величину и не меняет своего направления. По окончании действия управляющего импульса на входе 9 управляющий транзистор 1 закрывается и энергия, накопленная в индуктивности дросселя 6, перезаряжает конденсатор В. Таким образом, конденсатор 8 приобретает заряд, необходимьй для фор311415444

сирования отпирания силового транзис- Отсутствие элементов с активным

тора 4 в следующем цикле его включе-сопротивлением позволяет существенно)

ния. Транзисторный ключ 2 включает-.повысить общий КПД устройства. Кроме

ся в противофазе транзистором 1, притого, устройств-6 позволяет получить

этом конденсатор 3 частично разряжа- jмаксимальную глубину форсирования отпиется, обеспечивая форсированное за-рания и запирания силового транзистора

пирание силового транзистора 4, а ос-путем разряда конденсаторных накопитетаточньш заряд конденсатора 3 обес-лей энергии.Таким образом,снижаются до

печивает активное запирание транзис-минимума динамические потери в процессе

тора 4 при открытом транзисто- юпереключения силового транзистора,что

ре 2.дополнительно повьшает общий КПД.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ КЛЮЧОМ, содержащее управляющий каскад с выходным транзистором, подсоединенный через разделительный конденсатор к входу транзисторного ключа, и .транзистор, подключенный параллельно выходу управляющего каскада, отличающееся тем, что, сцелью повышения КПД, в коллекторную цепь выходного Транзистора управляющего.каскада последовательно включены введенные ненасьщающийся дроссель и диод, параллельно которым подключен конденсатор.