Устройство для управления силовым транзистором Советский патент 1985 года по МПК H02M1/00 

лзобретенне относится к электротенике и может быть использовано в им1гульсных стабилизаторах, щиротноимпульсных преобразователях, инверторах, в качестве устройства для управления силовым транзисторным ключом

Целью изобретения является повышенна КПД,

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит питающий трансформатор 1, средний вывод вторичной обмотки которого подключен к выходной клемме 2, управляющий трансформатор 3, средний вывод вторичной обмотки которой подключен к второй выходной клемме 4, две пары транзисторов 5,6 и 7,8, причем змит- тары транзисторов 5 и 7 соединены - с коллекторами транзисторов 6 и 8 соответственно, а коллекторы транзисторов 5 и 6 соединены с эмиттерами транзисторов 6 и 8 и с второй выходной клеммой 5, четьфе базовых резистора 9, соединяющие базы каждой пары транзисторов 5,6 и 7,8 с соответствующими крайними выводами вторичной обмотки управляющего трансформатора 3, два балластных резистора 10, включенные между крайними выводами вторичной обмотки питающего трансформатора 1 и соответствующими точками соединения эмиттеров .транзисторов 5 и 7 с коллекторами транзисторов 6 и 8 через дополнительные обмотки 11 и 12 положительной обратной связи, расположенные на трансформаторе 3,

Устройство работает следующим образом.

К первичным обмоткам питающего и управляющего трансформаторов 1 и 3 подводятся,прямоугольные напряжения сдвинутые по фазе на регулируемый угол. На выходных клеммах 4 и 2 устройства формируется двухполярное несимметричное напряжение, полярность которого в калсдый момент времени зависит от полярности напряжений, поступающих с вторичных обмоток тряисформаторов 1 и 3. При гголожительной полярности напряжения поступающего с вторичной обмотки трансформатора I на коллектор транзистора fi и положительной полярност напряжрти я, ло.ступающего на базу

транзистора 6 с вторичной обмотки трансформатора 3, на выходной клемме 4 формируется напряжение положительной полярности. Транзистор 5

в это время работает в инверсном

режиме и ток через него незначителен. В это же время на коллектор транзистора 8 и эмиттер транзистора 7 поступает отрицательное напряжение от вторичной обмотки трансформатора 1. На эмиттер транзистора 8 и коллектор транзистора 7 подается положительное напряжение вторичной обмотки трансформатора 1 через открытый транзистор 6. Для того, чтобы транзисторы 7 и 8 находились в запертом состоянии, при отсутствии резисторов 10 необходимо, чтобы напряжение половины вторичной обмотки трансформатора 3 было не меньще, чем напряжение,двух вторичных полуобмотрк трансформатора 1, Наличие балластных резисторов 10 приводит к тому, что за счет падения напряже- , ния на .резисторе 10 от тока, проте- кающего по открытому транзистору 6 и нагрузке (по переходу эмиттер-база силового транзистора, подключенного к клеммам 2 и 4) напряжение на закрытых транзисторах 7 и 8 будет равно напряжению одной (в данном случае нижней) полуобмотки трансформатора 1 плюс напряжение ласьщения эмиттербаза силового транзистора, подклю-

5 ченного к клеммам 2 и 4. Таким образом, за счет введения резисторов 10 можно снизить напряжение вторичных обмоток управляющего трансформатора 3, необходимое для создания режима

0 запирания транзисторов 5-7, примерно в 1,5 раза. Там самым можно в такой же степени снизить мощность, потребляемую цепями управления транзисторами 5-7 от управляющего трансформатора 3,- т,е. повысить к.п.д, устройства.

Введение в устройство двух обмоток 11 и 12, расположенных на управляющем трансформаторе 3 позволяет в 0 еще большей степени снизить мощность, потребляемую от трансформатора 3, Обмотки 11 и 12 включены в цепь тока вторичной обмотки питающего трансформатора 1 и образуют положительную

55 обратную связь по току, потребляемому силовым транзистором от устройства. Ток бйзы транзисторов 5-8 зависит как от напряжения на первичной обмотке трансформатора 3, так и от тока, потребляемого силовым транзистором от.устройства. Выбросы тока отрицательной полярности соответству ют режиму рассасьшания избыточного заряда в базе силового транзистора, подключенного к клеммам 2 и 4 устройства.

Наибольшиезначения потребляемого тока источника напряжения трансформатором 3 приходятся на моменты времени соответствующие отсутствию выходного тока устройства. При наличии выходг ного тока устройства базовые цепи транзисторов 5-8 получают дополни- тельное питание от вторичных обмоток трансформатора I, через дополнительно введенные обмотки П и 12 трансформатора 3. Это проявляется в повышении напряжения на обмотках трансформатора 3 в моменты протекания . тока нагрузки yctpoйcтвa.

Подбирая .коэффициент трансформаоди от обмоток 11 и 12 -К вторичным обмоткам трансформатора 3, можно обеспечить потребление тока первичной обмоткой трансформатора 3 только в моменты отсутствия выходного тока устройства. Следует учитывать также то, что базовые сопротивления резисторов 9 трансформируются в обмотки 11 и 12, поэтому, выбирая оптимальные величины резисторов 9 и коэффициентов трансформации, можно упростить схему, отказавшись от балластных резисторов 10. Их роль будут выполнять резисторы 9, транбформиру- емые в обмотки 11 и 12. Однако для большей надежности следует рационально .распределить величину балластного сопротивления между резисторами 10 и обмотками положительной обратной связи. ,

Предлагаемое устройство, обладает более высоким, к.п.д,, так как существенно уменьшена мощность, потребляемая базовым цепями от источника управляющего напряжения. Это позволяет подключать обмотку управляющего трансформатора -непосредственно в выходу операционного усилителя без промежуточного усилителя мощности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ, содержащее питающий и управляющий трансформаторы, средние вьтоды вторичных обмоток которых подключены соответственно к первой и второй выходным клеммам, первичные обмотки соединены с двумя . источниками прямоугольных напряжений,; сдвинутых по фазе -на регулируемый угол, две пары транзисторов, причем в каждой паре коллектор первого транзистора соединен с зммитером второго, а эммитер первого - с коллектором второго и второй выходной клеммой, базы каждой пары транзисторов через резисторы подключены к соответствующему крайнему выроду вторичной обмотки управляющего трансформатора, о т личающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены два дополнительных резистора и две обмотки положительной обратной связи управляюще о трансформатора, причем дополнительные резисторы подключены одними выводами к крайним выводам вторичных обмоток питающего трансфор- 5 матора, а другими выводами через соответствующие обмотки положительной обратной связи управляющего трансформатрра к объединенным коллектору 1 и эмиттеру соответствующей пары тран- з зисторов. о 00 о 1C