Магнитно-транзисторный ключ Советский патент 1986 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в системах регулирования и управления.

Цель изобретения - повышение КПД и расширение области применения путем улучшения удобства эксплуатации.

На чертеже представлена электрическая схема предложенного устройства.

Магнитно-транзисторный ключ содержит шины 1 и 2 источника питания, которые через нагрузку 3 и силовой транзистор 4 подсоединены к первичной обмотке 5 трансформатора 6 тока, вторичная обмотка 7 которого одним выводом соединена с эмиттерами транзисторов транзисторных ключей 8 и 9 и обш,ей шиной вспомогательного источника питания + Е, а вторым - со средней точкой первичной обмотки 10 трансформатора 11 и через первый резистор 12 и диод 13 - к шине вспомогательного источника питания + Е. Вторичная обмотка трансформатора 11 подключена к базо-эмит- терному переходу силового транзистора 4. База первого транзистора соединена с источником управляюш,его напряжения Uy. входной управляющей шиной, а база второго через ограничиваюш,ий второй резистор 14 - к коллектору первого.

Устройство работает следующим образом

При наличии на входе транзисторного ключа 9 управляющего напряжения Uynp, например, в виде сигнала логической «единицы, транзистор ключа 9 открывается и через него протекает ток намагничивания трансформатора 1 по цепи: источник питания + Е, диод 13, резистор 12, обмотка 10 трансформатора 11, транзистор 9 ключа, общий провод. Транзистор ключа 8 при этом закрыт, на базе силового транзистора 4 наво дится отрицательное напряжение, которое удерживает его в запертом состоянии.

Снятие управляющего напряжения с входа транзисторного ключа 9, например появление сигнала логического «нуля, приводит к его запиранию, чем обеспечивается открытое состояние транзисторного ключа 8. Энергия, накопленная в индуктивности обмотки 10 трансформатора 11 в процессе протекания тока намагничивания, при запирании транзистора ключа 9 трансформируется во вторичную обмотку и наводит на базе силового транзистора 4 по.южительное напряжение, которым тот открывается. При этом через транзистор начинает протекать ток, который через обмотку 5 трансформатора 6 наводит на вторичной обмотке 7 напряжение, поступающее на среднюю точку обмотки 10 тран сформатора 11 и поддерживающее положительный потенциал на базе транзистора 4 в течение времени открытого состояния транзистора ключа 8.

Коэффициент трансформации трансформатора 6 при этом выбирается таким образом, чтобы напряжение на обмотке 7 превышало напряжение вспомогательного источника питания + Е.

Диод 13 при этом заперт, ток от источника питания -f- Е не потребляется.

Очередное появление сигнала логической «единицы на входе транзистора ключа 9 приводит к его открытию и запиранию транзистора ключа 8.

Полярность напряжения на вторичной обмотке трансформатора 11 при этом меняется 0 на противоположную, что вызывает появление на базе транзистора 4 отрицательного потенциала. Происходит форсированное запирание транзистора 4, при этом величина тока рассасывания носителей в базе пропорциональна коллекторному току транзис- тора. После рассасывания носителей транзистор 4 запирается, напряжение на обмотке 7 трансформатора 6 становится равным нулю и отрицательное напряжение в дальнейшем поддерживается на базе силово- 0 го транзистора за счет протекания тока по обмотке 10 трансформатора 11 от вспомогательного источника питания Е.

Дальнейшая работа устройства происходит аналогично.

Использование предлагаемого устройства 5 позволяет гальванически развязать цепи управления от первичной сети и повысить КПД, так как мощность, потребляемая по цепи управления силового транзистора, резко сокращается.

0Формула изобретения

Магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, эмиттер-коллекторные выводы которого подключены в последовательную цепь с нагрузкой, шинами источника питания и первичной обмоткой трансформатора тока, два транзисторных ключа, эмиттеры транзисторов которых соединены между собой, базовая цепь первого транзисторного ключа соединена с входной управляющей шиной, два резистора и диод, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД и расширения области применения, в него введены дополнительный трансформатор и вспомогательный источник питания, причем первичная обмотка дополнительного трансформатора крайними выводами соединена с коллекторами транзисторов транзисторных ключей, средним выводом через вторичную обмотку трансформатора тока - с общей шиной вспомогательного источника питания и через последовательно соединенные первый резистор и прямовключенный диод - с шиной вспомогательного источника питания, вторичная обмотка дополнительного трансформатора соединена с эмиттер-базовым переходом силового транзистора, база транзистора второго транзисторного ключа через

5 второй резистор соединена с коллектором транзистора, первого транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с общей шиной вспомогательного источника питания.

5

0

Изобретение относится к импульсной технике. Может применяться в системах регулирования и управления. Целью изобретения является повышение КПД и расширение + Е /372 0-NCZD области применения путем улучшения удобства эксплуатации. Для этого в устройство, содержащее силовой транзистор 4, нагрузку 3, шины 1 и 2 источника питания, первичную и вторичную обмотки 5 и 7 трансформатора тока 6, транзисторные ключи 8 и 9, резисторы 12 и 14, диод 13, введены дополнительный трансформатор 11 с первичной обмоткой 10, вспомогательный источник питания + Е. Устройство содержит источник управляющего напряжения Uyn.p . Использование предложенного устройства позволяет гальванически развязать цепи управления от первичной сети и повысить КПД, так как мощ ность, потребляемая по цепи управления силового транзистора, резко сокращается. 1 ил. i (Л to 4ib N СЛ 00