Транзисторный ключ Советский патент 1987 года по МПК H03K17/60 

-г8

I

5 V

1О

оUcuHJ(

Выход

74

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики в качестве выходного исполнительного органа, управляющего различными электромагнитными механизмамио

Цель изобретения - повышение надежности за счет снижения напряжения на элементах демпфирующей цепи.

На чертеже представлена схема транзисторного ключа,

Транзисторньш ключ содержит силовой 1 и переключающий 2 транзисторы разного типа проводимости. Первый 3, второй 4 и третий 5 диоды, первый 6 и второй 7 демпфирующие конденсаторы, первый 8 и второй 9 резисторы, причем база и эмиттер силового транзистора 1 соединены соответственно с входной 10 и общей 11 шинами, а коллектор подключен через нагрузку 12 к шине 13 источника питания и через первый диод 3 к первым выводам первого резистора 8 и первого демпфирующего конденсатора 6, база переключающего транзистора 2 соединена с первым выводом второго резистора 9, коллектор силового транзистора 1 подключен к второму выводу второго резистора 9, первый вывод которого соединен с вто

рым выводом первого резистора 8, первый вывод которого подключе н к эмиттеру переключающего транзистора 2, коллектор которого соединен с выходной шиной 14, первым выводом второго демпфирующего конденсатора 7 и через второй диод 4 с вторым выводом первого демпфирующего конденсатора 6 и одним выводом третьего диода 5, другой вывод которого подключен к общей шине 11 и второму выводу второго демпфирующего конденсатора 7.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При закрытом состоянии силового транзистора 1 на его коллекторе имеется напряжение, .обусловленное напряжением и характером нагрузки 12. Если емкости первого 6 и второго 7 демпфирующих конденсаторов равны, это напряжение делится на этих конденсаторах поровну, т.е. U(. Uj. 1)/2, где и - напряжение на коллекторе транзистора 1. В этот момент ток по выходу не потребляется, а выходное напряжение также равно ик/2.

При открывании силового транзистора 1 входным импульсом UCHH, ряжение на его коллекторе падает

нап

приблизительно До нуля. Это вызывает запирание демпфирующего диода 3 обратной полярностью напряжения заряда конденсаторов 6 и 7 и открывание пе5 реключающего транзистора 2, так как обратное напряжение на диоде 3 является открывающим для база-эмиттерного перехода транзистора 2 (базовый ток ограничивается резистором 9). При отfO крытом транзисторе 2 напряжение заряда конденсатора 6 оказывается приложенным параллельно напряжению заряда конденсатора 7, а выходное напряжение схемы оказывается равным . В это

J5 время от выхода схемы отбирается ток, используемый для различных целей, например, для создания дополнительного прямого тока базы силового тран- зисторао

Сумма зарядов конденсаторов 6 и 7 разряжается на выходной шине.

Ввиду того, что конденсаторы 6 и 7 включены параллельно, напряжение на них уменьшается одновременно.Разряд продолжается все время открытого состояния силового транзистора, степень их разряда, т.е. величина остаточного напряжения, а значит и демпфирование коллекторного импульса пе- 30 ренапряжения, зависят при прочих - равных условиях от длительности импульса открытого состояния силового транзистора 1.

После окончания импульса открытого состояния транзистора 1 и после окончания импульса потребления по выходной шине 14 транзистор 1 начинает запираться. Напряжение на его коллекторе начинает увеличиваться.Вследст40 вие этого открывается диод 3, а транзистор 2 запирается. Конденсаторы 6 и 7 включаются последовательно и начинают заряжаться, как от фронта нарастания коллекторного напряжения,

45 так и от тока, запасенного в индуктивности (например, рассеяния) нагрузки 12. Конденсаторы заряжаются до

20

25

35

напряжения U.,

и остаются в этом

состоянии до следующего открывания

50 силового транзистора 1.

Далее процессы повторяются аналогично. Диод 4 служит для предотвращения замыкания заряженного конденсатора 6 во время открытого состояния

55 транзистора 2, а диод 5 - для объединения нижней по схеме обкладки конденсатора 6 с общей шиной 11 во время его разряда. Резистором 8 устанавливается уровень включения транзисто313

pa 2. Это необходимо для устранения ложного его включения, когда после разряда индуктивности нагрузки 12 напряжение на сумме конденсаторов 6 и 7 больше, чем напряжение на коллек торе силового транзистора 1. Напряже ние на запертом транзисторе 2 равно напряжению на конденсаторе 6, т.е. . Во время переходных процессов заряда конденсаторов, когда транзис тор 1 запирается или уже заперт вследствие равенства емкостей конден саторов 6 и 7, а также из-за того, что при разряде они включены параллельно, напряжение на конденсаторе 6 также не может превысить напряжение . Таким образом, транзистор 5, входящий в состав схемы транзисторного ключа, может иметь максимальное допустимое коллекторное напряжение, меньшее, чем U,

Надежность предлагаемого транзис- торного ключа выше, чем известных, за счет снижения напряжения на элементах демпфирующей цепи.

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий силовой и переключающий транзисторы, первый диод, первый демпфирующий кон

Составитель Д. Иванов Редактор Н. Лазаренко Техред И.Попович Корректор М. Демчик

Заказ 2372/56 Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул„ Проектная, А

60804

денсатор, первый и второй резисторы, база и эмиттер силового транзистора соединены соответственно с входной и общей шинами, а коллектор подключен с через нагрузку к шине источника питания и через первый диод к первым выводам первого резистора и первого демпфирующего конденсатора, база переключающего транзистора соединена с JO первым выводом второго резистора,

отличающийся тем, что, с ;целью повышения надежности, введены второй демпфирующий конденсатор,второй и третий диоды, причем переклю(5 чающий транзистор имеет тип проводимости, противоположный типу проводимости силового транзистора, коллектор которого подключен к второму выводу второго резистора, первый вывод

20 которого соединен с вторым выводом

первого резистора, первый вывод которого подключен к эмиттеру переключающего транзистора, коллектор которого соединен с выходной шиной, первым

25 выводом второго демпфирующего конденсатора и через второй диод с вторым выводом первого демпфирующего конденсатора и одним выводом третьего диода, другой вывод которого подключен

30 к общей шине и второму выводу второго демпфирующего конденсатора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испо ьзова13 о Еп но в устройствах автоматики в качестве выходного исполнительного органа, управляющего различными электромагнитными механизмами. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит силовой и переключающий транзисторы 1 и 2 разного типа проводимости, диод 3, демпфирующий конденсатор 6, два резистора 8 и 9. В устройство введены два диода 4 и 5, второй демпфирующий конденсатор 7. На чертеже также показаны общая шина 11, входная шина 10, шина 13 источника питания, нагрузка 12. Введение новых злементов с новыми взаимосвязями позволяет снизить напряжение на элементах демпфирующей цепи. 1 ил. S (Л