Транзисторный ключ Советский патент 1987 года по МПК H03K17/60 

датчик 30 тока, два диода 13, 14 и пятнадцать резисторов. Введение новых взаимосвязей между элементами, а именно подключение базы транзистора 9, который совместно с транзисто1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в пре- образовательньк устройствах различ- него назначения.

Цель изобретения - повьшгение КПД транзисторного ключа за счет поддерживания напряжения коллектор-эмиттер открытого выходного транзистора пропорциональным току через ключ 6 с начальным смещением.

На чертеже представлена схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит пер- .вый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6 и седьмой 7 транзисторы одного типа проводимости восьмой 8, девятый 9, десятый 10, одиннадцатый 11 и двенадцатый 12 транзисторы другого типа проводимости, первый 13 и второй 14 диоды,пятнадцать резисторов 15-29, датчик 30 тока и входную шину 31, причем коллектор первого транзистора 1 соединен с первым выводом первого диода 13 и первой выходной шиной 32, а эмиттер соединен с первьач вывода1«1и первого 15 и второго 16 резисторов, общей шиной 33 и первым выводом датчика 30 тока, второй вьшод которого подключен к второй выходной шине 34 и через третий резистор 17 к эмиттеру второго транзистора 2, база которого соединена с коллектором и базой третьего транзистора 3, эмиттер которого подключен к общей шине 33, второй вывод первого резистора 15 соединен с базой первого транзистора 1, коллектор четвертого транзистора 4 через четвертый резистор 18 подключен к первой шине 35 источника питания и первым выводам пятого 19, шестого 20 и седьмого 21 резисторов, базы к эмиттер четверто- I O транзистора 4 соединены соотйетром 12 образует дифференциальный каскад, к коллектору транзистора 6 позволяет повысить К11Д при изменении тока нагрузки в широком диапазоне. 1 ил.

5

0

5

0

5

0

5

ственно с базой и эмиттером восьмого транзистора 8, коллектор которого через восьмой резистор 22 подключен к второй шине 36 источника питания и первому выводу девятого рез ис- тора 23, база четвертого транзистора 4 через десятый резистор 24 соединена с коллектором девятого транзистора 9, база которого подключена к второму выводу седьмого резистора 21, коллектор пятого транзистора 5 соединен с первым выводом одиннадцатого резистора 25 и базой шестого транзистора 6, эмиттер которого подключен к первому выводу двенадцатого резистора 26, второй вывод пятого резистора 19 соединен с эмиттером десятого транзистора 10, база и коллектор которого подключены к базе одиннадцатого транзистора 11, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого резистора 20, база двенадцатого транзистора 12 подкл о- чена к первому выводу тринадцатого резистора 27, база первого транзистора 1 соединена с эмиттером четвертого транзистора 4, база которого подключена к второму выводу девятого резистора 23 и эмиттеру седьмого транзистора 7, база которого соединена с коллектором девятого транзистора 9, а коллектор подключен к вторым выводам одиннадцатого 25 и тринадцатого 27 резисторов, первой шине 35 источника питания и через четырнадцатый резистор 28 к эмиттеру двенадцатого транзистора 12 и эмиттеру девятого транзистора 9, база которого соединена с коллектором одиннадцатого транзистора 11 и через второй диод 14 с коллектором шестого транзистора б, база которого подключена к входной шине 31,второму выводу первого диода 13 и базе пятого транзистора 5, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго резистора 16, первый вывод которого подключен к второму выводу двенадцатого резистора 26 и коллектору двенадцатого транзистора 12, база которого через пятнадцатьй резистор 29 соединена с базой второго тра}1зистора 2, коллектор которого подключен к коллектору десятого транзистора 10.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При сигнале О на входной шине 31 (входная шина 31 замкнута на общую шину 33; транзистор, показанный пунктиром на чертеже, без позиционного обозначения насьщен) заперты транзисторы 2, 4, 6, 7, 9, 11, транзисторы 8 и 12 открыты, выходной транзистор 1 заперт отрицательным напряжением на эмиттерном переходе. Ключ разомкнут.

При отключении входной шины 31 (запирание транзистора без позиционного обозначения на чертеже, показанного пунктиром) открывается транзистор 6, что приводит к отпиранию транзисторов 9 и 7. Запирается транзистор 8, транзистор 4 открывается и обеспечивает форсированное включение выходного транзистора 1. Ток нагрузки протекает по цепи: выходная шина 32 - цепь коллектор- эмиттер выходного транзистора 1 - датчик тока 30 - выходная шина 34. Ключ переходит в открытое состояние При этом на первый вход дифференциального каскада, образованного транзисторами 12 и 9 (транзистор 12 поступает фиксированное опорное напряжение.

равное (и - U)

R.r/

), где и - напряжение

.- ,

на первой шине 35 источника питания; Ugg и R - напряжение база- эмиттер и сопротивление резистора.

Здесь и в дальнейшем изложении цифровые индексы при U,I и R относятся к соответственно обозначенным элементам на чертеже.

На второй вход дифференциального каскада (транзистор 9) поступает напряжение, пропорциональное разности напряжения коллектор-эмиттер выходного транзистора , I U,, и напряжения, пропорционального току через ключ (коллекторному току выходного

транзистора 1

25 1

/R,-j

IM)

) R

: (UK. 2

При этом во всем диапазоне тока нагрузки напряжение коллектор-эмиттер выходного транзистора 1 поддерживается равным

КЭ1

(и - ЦБЭ J «26 Р:

2, гт +

Rjij)

50 26 14

RU

IM

K, + K, I

КЧ

Прямое напряжение разделительного первого диода 13 компенсируется напряжением на эмиттерном переходе транзистора 5, диод 14 служит для создания рабочего режима транзистора 9.

Коэффициент Kj в рабочем диапазоне тока нагрузки численно равен отстаточному выходному сопротивлению транзистора

К RO

кэ1 нас -К1

На величину коэффициента К, большое влияние оказывает величина напряжения на первой шине 35 источника питания и, при этом с увеличением напряжения U коэффициент К, возрастает. Для напряжения U 5 - 9 В можно рекомендовать К, 0,15 - 0,25 В. При использовании в качестве выходного двухкаскадного составного транзистора (СТ) коэффициент К,, определяется выражением

35

К

ст

К, -f- и.

6-Э

где Ug, ; - минимальное напряжение база-эмиттер выходного транзистора.

40 При поступлении сигнала О на входную шину 31 запирается транзистор 6, транзисторы 9,7 и 4 тоже запираются, включается транзистор 8 и отрицательным напряжением на эмиттер45 ном переходе отключается выходной

транзистор 1. Ключ переходит в запертое состояние.

КПД предлагаемого транзисторного ключа вьш1е, чем у известных транзис50 торных ключей за счет поддерживания напряжения коллектор-эмиттер открытого выходного транзистора пропорциональным, току через ключ с начальным смещением при изменении тока нагруз55 ки в широком диапазоне.

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий

первый, второй, третий, четвертый,пятый, шестой и седьмой транзисторы одного типа проводимости, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый транзисторы другого типа проводимости, первый и второй диоды, пятнадцать резисторов, датчик тока и 1входную шину, коллектор первого транзистора соединен с первым выводом первого диода и первой выходной шиной, а эмиттер соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, общей шиной и первым выводом датчика тока, второй вывод которого подключен к второй выходной шине и через третий резистор к эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с коллектором и базой третьего транзистора, эмиттер которого подключен к обш.ей шике, второй вывод первого резистора соединен с базой первого транзистора, коллектор четвертого транзистора через четвертый резистор подключен к первой шине источника питания и первым вьшодам пятого, шестого и седьмого резисторов, база и эмиттер четверто го транзистора соединены соответственно с базой и Э1 шттером восьмого транзистора, коллектор которого через восьмой резистор подключен к второй ишне источника питания и первому выводу девятого резистора, база .четвертого транзистора через десятый резистор соединена с коллектором девятого транзистора, база которого подключена к второму выводу седьмого резистора, коллектор пятого транзистора соединен с первым выводом один- надцатого резистора и базой шестого

транзистора, э шттep которого подклю- 0 транзистора.

Составитель Д,Иванов Редактор И.Сегляник Техред Н.ГлущенкоКорректор Б.Бутяга

Заказ 7458.757 Тираж 899 Подписное ВНИИГШ Г осударствепного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ., Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

чен к первому выводу двенадцатого резистора, второй вывод пятого резистора соединен с эмиттером десятого транзистора, база и коллектор которого подключены к -базе одиннадцатого транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого резистора, база двенадцатого транзистора подключена к первому выводу тринадцатого резистора, о тличающий- с я тем, что, с целью повышения КПД, база первого транзистора соединена с эмиттером четвертого транзистора, база которого подключена к второму

выводу девятого резистора и эмиттеру |Седьмого транзистора, база которого соединена с коллектором девятого транзистора, а коллектор подключен к вторым вьшодам одиннадцатого и тринадцатого резисторов,первой шине источника питания через четьфнадцатый резистор к э шттepy двенадцатого транзистора и эмиттеру девятого транзистора, база которого соединена с

коллектором одиннадцатого транзистора и через второй диод с коллектором шестого транзистора,база которого подключена к входной ишне, второму выводу первого дио/да и базе.

ПЯТО.ГО транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго резистора, первый вывод которого подключен к второму выводу двенадцатого резистора и

...коллектору двенадцатого транзистора, база которого через пятнадцатый резистор соединена с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к коллектору десятого

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения. Цель изобретения - повьшение КПД транзисторного ключа за счет поддержания напряжения коллектор-эмиттер открытого транзистора пропорциональным току через ключ с начальньм смещением. Устройство содержит семь транзисторов 1-7 одного типа проводимости и пять транзисто- ров 8-12 другого типа проводимости. (Л С