Транзисторное коммутационное устройство Советский патент 1988 года по МПК H03K17/60 

со 4

4 N5

Изобретение может быть использовано в преобразовательных устройствах с повышенным напряжением, в импульсных источниках вторичного электропитания. Транзисторное коммутационное устройство (ТКУ) содержит силовой транзистор 1, выходные клеммы 2,12, первичную обмотку 3 с числом витков ш, трансформатора 4 тока, двухсекционную вторичную обмотку 5 с числом витков Ы2, диоды 6,7, управляемый ключевой элемент 8, трансформатор 9 тока с первичной и вторичной обмотками 10 и 11 с числом витков U},, и ы соответственно, конденсатор 13, резистор 14, источник 15 напряжения. Изобретение повышает надежность и быстродействие ТКУ. 1 ил. (Л

л

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразовательных устройствах с новышенным напряжением, в импульсных источниках вторичного электропитания.

Цель изобретения - повьш1ение наделаю сти и быстродействия транзисторного коммутационного устройства.

На чертенке приведена принципиальная электрическая схема транзисторного коммутационного устройства.

Транзисторное коммутационное устройство содержит силовой транзистор 1, коллектор которого соединен с первой выходной клеммой 2. через первичную обмотку 3 с. числом витков U),

первого трансформатора 4 тока, двухсекционная вторичная обмотка 5 с чис- 20 возникающий при этом во вторичной

лом витков cij которого соединена началом с анодом первого диода .6, катод которого соединен с катодом второго диода 7, управляемый ключевой элемент 8, второй трансформатор 9 тока с первичной и вторичной обмотками 10 и 11 с числом витков и, и)4

соответственно, вторую выходную клем му 12-, конденсатор 13, резистор 14, источник 15 напряжения, первый вывод которого соединен через резистор 14 с катодами первого и второго диодов 6 и 7, с первым выводом конденсатора 13 и с началом первичной обмотки 10 второго -трансформатора 9 тока, конец которой соединен через управляемый ключевой элемент 8 со вторым выводом источника 15 напр51лсения, вторым выводом конденсатора 13 и обитим выводо соеди} ения двух секций вторичной обмотки 5 первого трансформатора 4 тока, конец, которой соединен с анодом второго диода 7, конец второй обмотки 11 второго трансформатора 9 тока соединен с эмиттером силового транзистора 1, начало - с его базой и со второй выходной клеммой 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии силовой транзистор 1 и управляемый ключевой эле мент В заперты. Конденсатор 13 заряжается через высокоомный резистор 14 от источника 15 напряжения.

После подачи отпирающего сигнала на управляемый ключевой элемент 8 к первичной обмотке 10 второго трансформатора 9 тока прикладывается на- пpяжe п e конденсатора 13, которое.

.

трансформируясь во вторичную обмотку 115 вызывает отпирание силового транзистора 1 .

Заданная степень насыщения S силового транзис- ора с коэффициентом усиления /} обеспечивается положительной обратной связью, которая осуществляется с помощью первого трансформатора 4 тока, первичная обмотка 3 которого включена в цепь коллектора силового транзистора. При этом, должно выполняться условие S

м

W,

tUo

UJ.

При запирании управляемого ключевого элемента 8 первичная обмотка 10 второго трансформатора 9 тока обесточивается. Ток размагничивания.

30

25

35

40

45

50

55

обмотке 11, включенной в цепь эмиттера силового транзистора 1, вызывает его запирание. Ток коллектора переключается в цепь базы и, суммируясь с током размагничивания, ускоряет рассасывание неосновных носителей базы транзистора. Одновременно ток коллектора, трансформируясь во вторичную обмотку 5 первого трансформатора 4 тока, заряжает конденсатор 13. По окончании рассасывания неосновных носителей базы ток коллектора прекращается, силовой транзистор запирается, во зникает ток размагничивания первого трансформатора 4 тока. Энергия, накопленная в сердечнике трансформатора 4 за время открытого состояния силового транзистора 1, расходуется на заряд конденсатора 13 во время его закрытого состояния.

По окончании процесса размагничивания трансформаторов 4 и 9 коммутационное устройство готово к следующему включению.

Включение в цепь эмиттера линейной индуктивности, исключающей по окончании отпирающего импульса протекание эмиттерного тока в прямом направлении и выполняющей тем самым роль прерывателя тока, защищает силовой транзистор от возникновения вторичного пробоя, повыпшя надежность устройства. В то же время переключение коллекторного тока в цепь базы при запирании силового транзистора способствует ускоренному рассасыванию неосновных избыточных носителей из области базы, т.е. повышает быстродеиствие коммутирующего устройства.

Формула изобретения

Транзисторное коммутационное устройство, содержащее силовой транзистор, коллектор которого соединен с первой выходной клеммой через первичную обмотку первого трансформатора тока, двухсекционная вторичная обмотка которого соединена началом с анодом первого диода, второй диод, управляемый ключевой элемент, второй трансформатор тока, начало вторичной обмотки которого соединено с базой силового транзистора, вторую выходную клемму, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, вторичная обмотка второго трансформатора тока включена в цепь эмиттера силового транзистора, база которого соединена с второй выходной клеммой, введены конденсатор, резистор, источник напряжения, первый вывод которого соединен через резистор с первым выводом конденсатора, катодами первого и второго диодов и с началом первичной обмотки второго трансформатора тока, конец которой соединен через управляемый ключевой элемент с вторым вйводом источника напряжения, вторым выводом конденсатора и общим выводом соединения двух секций вторичной обмотки первого трансформатора тока конец которой соединен с анодом второго диода.