Способ управления транзисторным ключом Советский патент 1987 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике, конкретнее к способам управления транзисторными ключами в устройствах, относящихся к классу высокочастотных широтно-импульсных регуляторов с разомкнутой цепью обратной связи, и может найти применение при разработке вторичных источников электропитания с промежуточным высокочастотным преобразованием энергии.

Цель изобретения - повышение точности в разомкнутых схемах широтно-импульсного регулирования путем стабилизации времени задержки запирания силового транзистора.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ .управления.

Схема содержит транзисторный ключ 1 с датчиком силового тока 2, включенные между выводами 3 и 4, предназначенными для подключения к источнику питания и нагрузке. Входы 5 и 6 блока 7 измерения дли- тельности задержки запирания силового транзистора 1 связаны соответственно с выходом датчика 2 и с выходом регулятора тока базы 8 транзисторного ключа 1. На чертеже показан задающий генератор 9 и диод 10 в цепи управления ключа 1. В состав блока 7 входят транзисторы 11 -14 с резисторами, задающими режим (не обозначены), конденсатор 15, резисторы 16 и 17. Вывод 18 предназначен для подключения источника питания блока 7. Показаны тран- зисторы 19-22 регулятора 8.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал от задающего генератора 9 отсутствует, а все источники питания подключены к схеме. В боль- щинстве элементов ток не протекает за ис- ключением контура: вывод 18, коллекторный резистор транзистора 14, переход база- эмиттер транзистора 13, резисторы 16 и 17, общая щина. Соотношение сопротивлений резисторов таково, что напряжение на конденсаторе 15 не может в этом режиме под- н-яться до значения, достаточного для отпирания транзистора 19. В силу этого транзистор 20 закрыт. При поступлении первого отпирающего импульса от задающего генератора 9 отпираются транзисторы 22, 21, 1, 14, 11 и 12. Транзистор 14 снижает потенциал базы транзистора 13 до нулевого потенциала общей щины 4, поэтому транзистор 10 закрыт. По окончании отпирающего сигнала задающего генератора 9 запираются транзисторы 22 и 21. Потенциал базы тран- зистора 1 продолжает оставаться высоким ввиду наличия избыточных носителей заряда, накопленных в течение предыдущего интервала открытого состояния. Это приводит к запиранию диода 10 и транзистора 14, а последнее - к отпиранию транзистора 13. В течение последующего времени, пока происходит рассасывание избыточного заряда в базе транзистора 1, транзисторы 12 и 13

открыты. При этом происходит заряд конденсатора 15 током, протекающим по цепи: вывод 18, переходы коллектор-эмиттер транзисторов 12 и 13, резистор 16, конденсатор 15, общая шина 4. После того, как транзистор 1 закроется, закроются транзисторы 11 и 12, после чего интенсивный заряд конденсатора 15 практически заканчивается. Транзисторы 12 и 13 открыты одновременно тогда, когда управляющий импульс на выходе регулятора 8 уже прекратился, но ток в силовой цепи ключа 1 еще протекает вследствие задержки его запирания. При этом конденсатор 15 заряжается до напряжения, уровень которого определяется названным временным интервалом, напряжением источника питания на выводе 18 блока 7 и постоянной времени элементов 15 и 16. При постоянных двух последних факторах -напря- жение на конденсаторе 15 пропорционально измеряемому времени задержки запитания силового транзистора I.

В течение последующей паузы в работе ключа 1 конденсатор 15 частично разряжается на резистор 17 и на входное сопротивление регулятора 8, что оказывает отпирающее воздействие на транзисторы 19 и 20, т. е. запирающее на транзистор 21.

При поступлении от генератора 9 следующего отпирающего импульса ток базы транзистора 21 ограничивается транзистором 20, что приводит к уменьшению базового тока транзистора 1. Это уменьшает избыточный заряд в его базе, т. е. и время задержки его запирания. По истечении некоторого времени устанавливается такой ток базы ключа 1, что время задержки его запитания стабилизируется. Длительность задержки может быть установлена переменным резистором в базе транзистора 19. Пусть вследствие изменения каких-либо внешних факторов (нагрузки, температуры и т. д.) параметры транзистора 1 (и в первую очередь его коэффициент усиления) изменились таким образом, что задержка выключения возросла. Напряжение на конденсаторе 15 также возрастает, транзисторы 19 и 20 отпираются глубже, при этом ток базы транзистора 1 уменьшается до тех пор, пока длительность задержки его выключения не вернется к заданному значению. Резистор 17 обеспечивает устойчивое регулирование при изменении параметров транзистора 1, когда задержка его выключения имеет тенденцию к уменьшению.

Формула изобретения

I Способ управления транзисторным кЛю- чом в разомкнутых схемах широтно-импульсного регулирования, заключающийся в том, что при изменении параметров транзистора и нагрузки регулируют ток базы, отличаюj1292129

щийся тем, что, с целью повышения точности регулирование тока базы производят запи- регулирования путем стабилизации времени рающим напряжением, пропорциональным задержки запирания силового транзистора, упомянутой длительности задержки.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использо0 вано в широтно-импульсных регуляторах с разомкнутой цепью обратной связи. Целью изобретения, является повышение точности путем стабилизации времени задержки запирания силового транзистора. При поступлении от генератора 9 очередного отпирающего импульса ток базы транзистора 21 ограничивается транзистором 20, что приводит к уменьшению базового тока транзистора 1. Это уменьшает избыточный заряд в его базе и время задержки его запирания. По истечении некоторого времени устанавливается такой ток базы транзисторного ключа 1, что время задержки его запирания стабилизируется. Длительность задержки может быть установлена переменным резистором в базе транзистора 19. 1 ил. (Л lN3 СО Ю N5 Х