Способ управления переключающим транзистором Советский патент 1985 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к технике регулирования и стабилизации переменных и постоянных напряжений, и может быть использовано в ключевых преобразователях для управления транзисторами, особенно в тех случаях, где важны минимальные потери мощности, требуется повьпиенное быстродействие..

Цель изобретения - уменьшение потерь мощности при включении транзистора.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаем иЧ способ; на Лиг. 2 - один из вариантов схемнотЧ реализации способа управления переклкзчающим транзистором; на фиг. 3 - временные диаграммы токов и напряжений.

Устройство содержит переключающий транзистор 1, источник 2 основного сигнала, источник 3 первого и второго дополнительных сигналов, подключенный к база-коллекторному переходу транзистора 1, нагрузку 4.

Источники 2 и 3 содержат соответственно основной 5 и дополнительным 6 генераторы импульсов. Основной сигнал от обмотки 7 трансформатора 8 через резистор 9 поступает на управляющий переход транзистора 1. Дополнительные сигналы снимаются с обмотки 10 трансформатора 11 и через диод 12 или вспомогательный транзистор 13 подаются на переход база-коллектор транзистора 1. Обмотка 14 и резистор 15 образуют цепь управления транзистором 13.

На фиг. 3обозначены основной отпирающий сигнал 16, первьм 17 и второй 18 дополнительные сигналы, токи 19 и 20 базы и коллектора переключающего транзистора соответственно, напряжение 21 на эмиттер-коллекторном переходе переключающего транзистора.

Способ управления переключающим транзистором реализуется следующим образом.

В момент времени t источником 2 Формируется отпирающий сигнал 16 (1,, на Фиг. 1). Лля уменьшения времени втягивания транзистора в насыщение источником 3 формируется второй дополнительный отпирающий сигнал 18 (ix, фиг. 1) отрицательной полярности, протекакщий по база-коллекторному переходу включающегося транзистора 1, который становится равным нулю в момент времени ty после выхода транзистора в режим глубокого насыщения. Ток 19 базы (i , фиг. 1) транзистора 1 на это время увеличивается. Процесс включения форсируется за счет уменьшения тока коллектора на величину тока i, что иллюстрируется временными диаграммами 20 и 21 (пунктиром показаны ток нагрузки и падение напряжения на включающемся транзисторе 1 при отсутствии дополнительного сигнала 18).

Процесс выключения происходит следующим образом.

В момент t, предшествующий запиранию транзистора 1, сформированный источником 3 тока, первый дополнительный сигнал 17 положительной полярности (i , фиг. 1) подается на переход коллектор-база транзистора 1 и выводит транзистор 1 из области насыщения. В момент времени t. источник 2 формирует запирающий сигнал и подает его на переход база-эмиттер и транзистор 1 закрывается. Транзистор 1 в течение времени t ; t t находится в области насыщения, что обеспечивает малые потери мощности, рассеиваемые на транзисторе 1 в открытом состоянии.

Пример схемной реализации способа управления переключающим транзистором представлен на фиг. 2.

Функции основного и дополнительных сигналов выполняют генераторы 5 и 6 соответственно. Пепи протекания импульсов 17 и 18 тока в процессе включения и выключения образованы диодом 12 и транзистором 13, который включается в момент времени t, а выключается в момент времени t по сигналу 18 дополн1 тельного генератора 6 за счет соответствующего включения обмотки 14 трансформатора 11, а диод 12 включается в интервале времени под действием сигнала 17 положительной полярности (i,, фиг. 1). Временные диаграммы работы такого устройства аналогичны приведенным на фиг. 3.

Временные сдвиги между отпирающим и запирающим сигналами тока и сигналами дополнительного источника тока (Тсдамг1 t4-t3, Т,,е„г 2 )

выбираются в зависимости от инерционных свойств транзистора. Пви пред лагаемом способе управления отсутст вует запаздывание импульса тока нагрузки относительно сигнала основного источника тока, т.е. повьппается быстродействие и уменьшаются потери мощности, рассеиваемые на транзисторе, за счет снижения падения напряжения на нем в режиме насьщения, что позволяет улучшить энергетические показатели переключателя.

1811004

Кроме того, изобретение позволя ет умен.11ить потери мощности в вьгсоковольтном транзисторе, которые определяются согласно известно - у 5 способу процессом втягивания в насыщение, начинающимся с 20-30 В, причем длительность этого процесса достигает 20 икс. Это в свою очередь формирует благоприятную траекторию to рабочей точки транзистора при включении, что подтверяздается снижением температуры на корпусе ключа пример но на 20%..

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИМ ТРАНЗИСТОРОМ по авт. св. № 955414, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности при включении транзистора, формируют второй Д9полнительньгй сигнал с полярностью, противоположной первому, и подают его на Переход база-коллектор в начале действия основного отпирающего сигнала, а снимают до момента появления первого дополнительного сигнала. (Л с -ss

фиг.г

Iff i

Фиг.З