Устройство для управления силовым транзисторным ключом Советский патент 1987 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве усилителей мощности для управления силовыми транзистор 1ми ключами в преобразователях напряжения и тока.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, подключенный положительным вьшодсм через резисторы 2 и 3 к коллектору и базе транзисторного ключа 4, база-эмиттерный переход которого зашунтированчпрямосмещенны первым диодом 5, Транзисторный ключ 4, соединенный эмиттером с началом первичной обмотки трансформатора 6 управления, открывает силовой транзисторный ключ 7. Источник 8 смеще- ния к отрицательному выводу которого подключен своим катодом второй диод 9, зашунтированньш конденсатором 10. Диод 9 и конденсатор 10 преназначены для уменьшения времени за- 30 рез первичную обмотку трансформатопирания транзистора 11 паузы, коллектор которого через резистор 12 Соединен с базой транзисторного ключа 4. Транзистор 1I паузы запирает силовой транзисторный.ключ 7. Работой устройства управляет источник 13 управляющих импульсов, одним выводом соединенный через общую шину питания обоих источников 1 и 8 с концом первичной обмотки трансформатора 6 управления, а другим вьшодом подключен- ньй непосредственно к базе транзистора 11 паузы и через четвертьй резистор 14 - к катоду диода 9. Эмиттер транзистора II паузы соединен через прямосмещенный диод 9 с источником 8 смещения. Для уменьшения времени рассасьшания носителей в области базы силового транзисторного ключа 7 используется форсирующий ключ 15, соединенньй эмиттером с катодом первого диода 5 и катодом четвертого диода 16, шунтир5тощим переход, база-эмиттер форсирующего ключа

ра 6 управления, диод 5, резистор 12 начинает протекать ток, создавая падение напряжения на резисторе 12, что приводит к включенрпо форсирующе35 го ключа 15, причем длительность его проводящего состояния определяется параметрами конденсатора 18 и резистора 17 времязадающей цепочки 19 и выбирается по величине боль40 шей, чем время рассасывания носителей в базе силового ключа 7. При этом через диод 5 и первичную обмотку трансформатора 6 управления протекает ток, величина которого зави-р

45 сит от величины сопротивления резистора 22 и должна быть достаточной для быстрого запирания силового ключа 7.

Напряжение на первичной обмотке

50 трансформатора 6 управления (23,

фиг.2): в данный момент примерно равно напряжению источника 8 смещения, что достигается выбором величины сопротивления резистора 22, много мень15.-Время работы ключа 15 определя- 55 величины сопротивления резисто- ется параметрами, последователйно ра 12. Транзисторньй ключ 4 надеж- включенными в его базовую цепь шесто- ° закрыт напряжением открытого го резистора 17 и конденсатора 18, диода 5. На вторичной обмотке трансобразующих вместе времязадающую це- форматора 6 управления индуцируется

f 0 5

почку 19. Для уменьшения времени разряда конденсатора 18 в нерабочий период резистор 17 зашунтирован обрат- ным диодом 20, анод которого подключен к коллектору транзистора I1 пау- зы. Пятый резистор 21 задает ток запирания форсирующего ключа 15 после окончания управляющего импульса вре- мязадающей цепи 19. Чтобы ограничить бросок тока через форсирующий ключ 15, его коллектор подключен к отрицательному выводу источника 8 смещения через седьмой резистор 22. Источник I питания и источник 8 смещения представляют собой источники постоянного тока, выполненные по схеме трансформатор - выпрямитель - фильтр.

На фиг.2 приняты следующие обоз- - напряжение на первич- трансформатора 6 управления; 24 - ток базы силового ключа. 7.

Устройство работает следующим образом. I

Замыкание транзистора источника 13 управляющих импульсов приводит к отпиранию транзистора II паузы, Ченачения: 23 ной обмотке

ра 6 управления, диод 5, резистор 12 начинает протекать ток, создавая падение напряжения на резисторе 12, что приводит к включенрпо форсирующе35 го ключа 15, причем длительность его проводящего состояния определяется параметрами конденсатора 18 и резистора 17 времязадающей цепочки 19 и выбирается по величине боль40 шей, чем время рассасывания носителей в базе силового ключа 7. При этом через диод 5 и первичную обмотку трансформатора 6 управления протекает ток, величина которого зави-р

45 сит от величины сопротивления резистора 22 и должна быть достаточной для быстрого запирания силового ключа 7.

Напряжение на первичной обмотке

50 трансформатора 6 управления (23,

фиг.2): в данный момент примерно равно напряжению источника 8 смещения, что достигается выбором величины сопротивления резистора 22, много мень

напряжение, являющееся запирающим для силового транзисторного ключа 7, причем скорость его нарастания, величина и индуктивность рассеяния обмоток трансформатора 6 управле ния определяют высокую скорость наратания и величину (в пределах допустимого для данного типа TpaHSHCTOpaj обратного базового тока (24, фиг.2), т.е. его форсирование, что ведет к быстрому рассасыванию носителей из оласти базы силового транзисторного ключа 7 и уменьшению времени его переключения из области насьщения в область отсечки,

По окончании заряда конденсатора 18 форсирующий ключ 15 закрывается, напряжение на первичной и вторичной обмотках (23, фиг.2) трансформатора 6 управления уменьшается, оставаясь запирающим для силового транзисторного ключа 7, а ток через резистор 2 и транзистор 11 паузы увеличивается, так как магнито- провод трансформатора 6 управления начинает насьш;аться, при этом напряжение на эмиттере транзистора 1 1 паузы остается постоянным и равно напряжению источника 8 смещения. При размыкании транзисторного ключа источника 13 управляющих импульсов транзистор 11 паузы закрывается, ток через диод 5 прерьшается, что приводит к отпиранию транзис-t торного ключа 4 током резис-: , причем напряжение на конденсаторе 10, заряженном до напряжения прямосмещенного диода 9, способствует быстрому запиранию транзистора 11 паузы через резистор 14. От источника 1 питания через резистор 2 и открытьм транзисторный ключ 4 протекает ток первичной обмотки трансформатора 6 управления, который индуцирует во вторичной обмотке ток (24, фиг.2), являющийся отпирающим для силового ключа 7. В это же время конденсатор 18 время- задающей цепочки 19 разряжается через диоды 20 и 16 и базу транзисторного ключа 4, обеспечивая подго- товку форсирующего ключа 15 к следующему включен:-1ю.

0

Ф о

рмула изобретения

15

0

5

tOУстройство для управления силовым транзисторным ключом, содержащее источник питания, выход которого через первый и второй резисторы подключен соответственно к коллектору и базе транзисторного ключа, змиттер которого соединен с анодом первого диода и началом первичной обмотки трансформатора управления, вторичная обмотка трансформатора управле-т ния предназначена для подключения к переходу база-эмиттер силового ключа, источник смещения, второй диод, зашунтированный конденсатором, транзистор паузы, коллектор которого через третий резистор соединен с катодом первого диода и базой транзисторного ключа, а змиттер подклю- чен к аноду второго диода, источник управляющих импульсов, одним выводом соединенный через общую питания обоих источников с концом первичной обмотки трансформатора управления, а другим выводом подключенный непосредственно к базе транзистора паузы и через четвертый резистор - к катоду второго диода, Рретий и четвертый диоды, форсирующий ключ, соединенный базой с первым выводом пятого резистора и через конденсатор - с первым выводом шестого резистора, при -этом коллектор 5 форсирующего ключа подключен к первому вьшоду седьмого резистора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, эмиттер форсирующего ключа соединен с катодами четвертого и первого диодов, причем анод четвертого диода подк лю чен к базе форсирующего ключа, третий диод анодом соединен с вторым выводом шестого резистора и с коллектором транзистора паузы, при этом катод третьего диода подключен к первому выводу шестого резистора, седьмой резистор вторым выводом соединен с выходом источника смещения и с катодом второго диода, а второй вьгоод пятого резистора подключен к выходу источника питания.

0

0

5

0

сриг.г

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в . качестве усилителей мощности. Целью изобретения является упрощение. От источника 1 питания через резистор 2 и открытый резисторный ключ 4 протекает ток первичной обмотки трансформатора 6 управления, который индуцирует, во вторичной обмотке ток, являющийся отпирающим для силового ключа 7. В это же время конденсатор 18 времязадающей цепочки 19 разряжается через диоды 20 и 16 и базу транзисторного ключа 4, обеспечивая подготовку форсировочного ключа 15.к включению. 2 ил. (Л ю СХ) оо 00 4

Редактор С.Патрушева

Сое тав ит ель В.Бунак ов Техред Л.Сердюкова

Заказ 7820/55 Тираж 683Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

пр делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

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

Корректор И.Муска