Транзисторный ключ Советский патент 1987 года по МПК H03K17/60 

1305843 управления содержит транзистор И, ления позволйют увеличить диапазон

конденсатор 13, Диод 12. Введение в устройство дополнительных элементов, а также новое.выполнение схемы управрегулирования тока нагрузки и огра ничить степень насьпцения ключевого транзистора, 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульснь1Х устройствах регулирования тока, например в регуляторах частоты и напряжения электрических машин пос тоянного тока.

Цель изобретения - повышение КПД и расширение функциональных возможностей за счет увеличения диапазона регулирования тока нагрузки и ограни чения степени насыщения к.точевого транзистора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема транзисторно го ключа.

Транзисторный ключ содержит источник 1 питания, к клеммам которого подключены последовательно соединенные нагрузка 2, коллекторно-эмиттер- ный переход ключевого транзистора 3 и входные клеммы преобразователей ячейки Д силового тока магнитно-транзисторного преобразователя, шунтированные конденсатором 5, выходные клеммы преобразовательной ячейки силового тока магнитно-транзисторного преобразователя подключены к клеммам питания схемы 6 управления, выходная цепь которой соединена с электродами ключевого транзистора 3, а входная цепь соединена с датчиком 7 входного сигнала, балластный резистор 8, преобразовательную ячейку 9 тока холостого хода, выполненную на транзисторах на двухтактной схеме, выходная обмотка которой расположена на общем магнитопроводе выходного трансформатора 10 преобразовательной ячейки 4 силового тока магнитно-тран зисторного преобразователя, входные клеммы преобразователей ячейки 9 тока холостого хода через балластный резистор 8 включены между коллектором и эмиттером ключевого трашзис3ления позволйют увеличить диапазон

регулирования тока нагрузки и ограничить степень насьпцения ключевого транзистора, 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

5

fO

15

20

25

30

35

40

тора 3 или между положительной клеммой источника питания и положительной клеммой датчика 7 входного сигнала.

Схема 6 управления транзисторным ключем содержит транзистор 11, кол- лекторно-эмиттерный переход которого включен между положительной клеммой питания схемы управления и базой ключевого транзистора 3, конденсатор 12, который включен между положительной клеммой питания схемы управления и эмиттером ключевого транзистора 3, диод 13, анод которого соединен с положительной клеммой питания схемы управления, а катод - с коллектором ключевого транзистора 3,

Также дпя питания датчика 7 входного сигнала входные клеммы преобразовательной ячейки 9 тока холостого хода через балластный резистор 8 могут быть включены между положительной клеммой источника 1 питания и положительной клеммой питания датчика 7 входного сигнала.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При открытом ключевом транзисторе 3 напряжение питания по входных - клеммах преобразовательной я чейки 9 тока холостого хода мало, так как падение напряжения на переходе коллектор - эмиттер ключевого транзистора 3 минимальное. Весь ток нагрузки 2, протекающий через открытый ключевой транзистор 3, поступает на входные клеммы преобразовательной ячейки 4 силового тока магнитно- транзисторного преобразователя, выходной ток которой поступает на клеммы питания схемы 6 управления, обеспечивающей отпирание ключевого транзистора 3 при наличии сигнала от датчика 7 входного сигнала.

При открытом ключевом транзисторе 3 ток питания схемы 6 управления протекает через коллекторно-эмиттер- ный переход открытого транзистора 1 на базу ключевого транзистора 3 и через диод 13 - на коллектор ключевого транзистора 3.

Ответвление части входного тока схемы 6 управления на коллектор ключевого транзистора 3 уменьшает ве- .личину тока базы ключевого транзис- тора 3 и тем самым ограничивает степень его насыщения, В момент запирания транзистора 11 весь ток питания схемы 6 управления протекает через диод 13 на коллектор ключевого транзистора 3 в течении времени рассасывания в нем неосновных носителей заряда. Благодаря этому на р-п переходе диода 13 накапливается заряд (неосновных носителей тока), который при запирании ключевого транзистора 3 обеспечивает в течение времени восстановления обратного сопротивления диода 13 протекание через него тока заряжающего конденсатор 12, и поддерживает низкое напряжение на коллекторе ключевого транзистора 3. Таким образом, малая длительность протекания большого прямого тока через диод 13 позволяет уменьшить потери в схеме по сравнению с известным устройством, где прямой ток протекает через диод в течение всего времени открытого состояния ключевого транзистора.

Также в момент отпирания транзистора 11 происходит форсировка базового тока ключевого транзистора 3 благодаря разряду конденсатора 12, что уменьшает время отпирания клю- чевого транзистора 3 и уменьшает, чем самым, динамические потери.

При закрытом ключевом транзисторе 3 на его коллекторно-эмиттерном переходе падение напряжения практически равно напряжению источника 1 питания. Через балластный резистор 8 протекает ток питания преобразовательной ячейки 9 тока холостого хода Поскольку падение напряжения на преобразовательной ячейке 9 тока холостого хода можно выбрать большим, чем на преобразовательной ячейке 4 силового тока магнитно-транэисторного преобразователя путем выбора витко- 9ЫХ данных ее обмоток, то для получения одной и той же мощности на вы

5

0

ходе транзисторного ключа требуется меньший ток питания, протеканэщий через балластный резистор 8, благодаря чему потери мощности в балластном ре- зисторе 8 могут быть уменьшены и диапазон регулирования тока нагрузки 2 может быть расширен в сторону уменьшения минимального тока нагрузки 2,

О Формула из о,б р е т е н и я

1, Транзисторный ключ, содержащий источник питания, к клеммам которого подключены последовательно соединенные нагрузка, коллекторно-эмиттер- ный переход ключевого транзистора и входные клем1-Я)1 преобразовательной ячейки силового тока магнитно-транзисторного преобразования, шунтированные конденсатором, выходные клеммы преобразовательной ячейки силового тока магнитно-транзисторного преобразователя подключены к клеммам питания схемы управления, выходная цепь схемы управления соединена с электродами ключевого транзистора,- а входная цепь соединена с датчиком входного сигнала, балластный резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей, введена преобразовательная ячейка тока холостого хода, которая выполнена на транзисторах по двух- 5 тактной схеме, выходная обмотка преобразовательной ячейки тока холостого хода расположена на общем магни - топроводе выходного трансформатора преобразовательной ячейки силового тока магнитно-транзисторного преобразователя, входные клеммы преобразовательной ячейки тока холостого хода через балластный резистор включе ., ны между коллектором и эмиттером ключевого транзистора или между положительной клеммой источника питания и положительной клеммой датчика входного сигнала.

0

0

5

2,Ключ по п. 1, отличающийся тем, что схема управления содержит транзистор, коллекторно- эмиттерный переход которого включен между положительной клеммой питания схемы управления и базой ключевого транзистора.

3.Ключ по пп, 1 и 2, отличающий ся тем, что, с целью

513058436

ограничения степени насьпцения клю- катод - с коллектором ключевого чевого транзистора, схема управления транзистора, конденсатор включен содержит конденсатор и диод, анод между положительной клеммой питания которого соединен с положительной схемы управления и эмиттером ключево клеммой питания схемы управления, а 5 го транзистора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в импульсных устройствах регулирования тока, например в регуляторах частоты и напряжения электрических машин постоянного тока. Цель изобретения - повышение КПД и расширение Фзгнкциональных возможностей. Устройство содержит ключевой транзистор 3, преобразовательную ячейку 4 силового тока магнитно-транзисторного преобразователя, входные клапаны которой шунтированы конденсатором 5, схему 6 управления, датчик 7 входного сигнала, источник 1 питания, нагрузку 2, балластньгй резистор 8, общий магнито- провод выходного трансформатора 10 преобразовательной ячейки силового тока магнитно-транзисторного преобразователя. В устройство введена преобразовательная ячейка 9 тока холостого хода, которая выполнена на транзисторах по двухтактной схеме. Схема 6 (Л СдЭ о ел 00 ий 00