Устройство для управления последовательно соединенными силовыми транзисторами Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления последовательно соединенными транзисторами инверторов, не- посредственных преобразователей частоты и т.д.

Целью изобретения является повьппе- ние КПД устройства за счет исключения ответвления управляющего тока по цепям устройства.

На фиг,1 приведена структурная схема устройства для управления последовательно соединенными силовыми транзисторами; на фиг,2 - пример вы- полнения управляемых транаисторных ключей.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов (ГПИ)tсое- диненный с входом 2 переключателя 3, трансформаторы 4. и 5 первичные обмотки 6-7 и 8-9 которых подключены к выходным клеммам 10-13 переключате- ля 3, а вторичные обмотк и 14-15, 16-17, 18-19 и 20-21 подсоединены к выпрямителям 22-25, блок 26 управления переключателем, подключенный к управляющему входу 27 переключателя 3 транзисторные ключи 28-31 , Входной вывод 32 транзисторного ключа 28 подключен к положительному выводу 33 выпрямителя 22, а выходной вьшод 34 .ключа 28 и отрицательный вьшод 35 выпрямителя 22 предназначены для под- ключения к базе и эмиттеру первого силового транзистора соответственно, управляющий вывод 36 транзисторного ключа 28 связан с отрицательным виг- водом 35 выпрямителя 22, Входной вы- вод 37 транзисторного ключа 29 подключен к отрицательному вьшоду 38 выпрямителя 23, а выходной вьшод 39 ключа 29 и положительный вывод 40 выпрямителя 23 предназначены для подключения к базе и эмиттеру второго силового транзистора соответственно. Устройство содержит также управляющий вьшод 41 ключа 29 с положительным выводом 40 выпрямителя 23. Входные выводы 42 и 43 транзисторных ключей 30 и 31 подключены к выводам 44 и 45 выпрямителей 24 и 25 соответственно, управляющие вьшоды 46 и 47 ключей 30 и 31 связаны с выводами 48 и 49 выпрямителей 2А и 25, выходной вьшод 50 транзисторного ключа 30 и вывод 48 выпрямителя 24 предназначены для под ключения к базе и эмиттеру второго

ю

5

0 5 30 5 0

0

5

силового транзистора соответственно, д выходной вывод 51 ключа 31 и вывод 49 выпрямителя 25 предназначены для подключения к базе и эмиттеру первого силового транзистора соответственно.

Устройство работает след тощим образом,

В блоке 26 формируется сигнал на включение, например, первого силового транзистора и поступает на управляющий вход 27 переключателя 3, По этому сигналу переключатель 3 подключает первичную обмотку 6-7 трансформатора 4 через свои выходные клеммы 1 О и 1 1 к ГПИ 1.

На выводах 33 и 35 выпрямителя 22, подключенного к вторичной обмотке 14-15 трансформатора 4, появляется отпирающий сигнал для первого силового транзистора, а на выводах 38 и 40 выпрямителя 23 - запирающий сигнал для второго силового транзистора,Этими сигналами через входы 32,36 и 37, 41 включаются транзисторные ключи 28 и 29, которые через выходные вьшо-: ды 34 и 39 передают сигналы управления на базы первого и второго силовых транзисторов. Первый транзистор открьшается, а второй запирается.

Пусть с блока 26 на управляющий вход 27 переключателя 3 поступил сигнал на переключение силовых тразисто- ров. По этому сигналу переключатель 3 отключит первичную обмотку 6-7 трансформатора 4 от ГПИ и через свои выходные клеммы 12 и 13 подключит к ГПИ 1 первичную обмотку 8-9 трансформатора 5, На выводах 44, 48 и 45,49 выпрямителей 24, 25 появятся сигналы управления, которые через транзисторные ключи 30 и 31 поступят на базы силовых транзисторов. Сопротивление перехода база-эмиттер первого открытого силового транзистора практически равно нулю и весь ток ГПИ 1 через вторичную обмотку 20-2J трансформатора 5, вьшрямитель 25 и транзисторный ключ 31 протекает по базоэмиттер- ному переходу первого транзистора, вызывая рассасывание неосновных носителей. Второй силовой транзистор в это время закрыт. По окончании процесса запирания первого транзистора сопротивление его перехода база- эмиттер резко возрастает, что приводит к появлению отпираюи1его тока, протекающего через вторично обмотку 18-19 трансформатора 5, выпрямитель 24, транзисторный ключ 30 и переход база-эмиттер второго силового транзистора. Второй транзистор от- крывается. Ключи 28 и 29 в это время закрыты, так как на выводах 33, 35 и 38, 40 выпрямителей 22 и 23 отсутствует напряжение.

Задержка отпирания одного транзис- тора на время лроцесса запирания другого исключает возможность протекания сквозного тока, а наличие тран- зисторных ключей 28-31 приводит к повышению КПД устройства, так как нет пути для -ответвления управляк1щего тока.

Количество транс форматоров, вторичных обмоток, выпрямителей и ключей зависит от количества силовых тран- зисторов, создающих цепь для протекания сквозного тока. Для инверторов количество транзисторов равно двум, для трехфазных непосредственных преобразователей частоты - трем и т,д.

Повышение КПД предлагаемого устройства для управления последовательно соединенными силовыми транзисторами -расширяет их область применения.

Формула изобретения

Устройство для управления последовательно соединенными силовыми транзисторами, содержащее генератор пря- моугольных импульсов, выход которого соединён с входом переключателя, первый и второй трансформаторы с двумя вторичными обмотками, первичные обмотки которых подключены к первому и второ.му выходам переключателя соответственно, выводы первой и второй вторичных обмоток первого трансформатора подключены к.входам первого и второго выпрямителей соответственно, а выводы первой и второй вторичных обмоток второго трансформатора подключены к входам третьего и четвертого выпрямителей соответственно.

.

0 5

0

5

0

Б 0 5

блок управления переключателем, выход которого соединен с управляющим входом Переключателя, о тличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, введены четыре транзисторных ключа, причем нход первого транзисторного ключа подключен к положительному выводу первого выпрямителя, выход первого транзисторного и отрицательный вывод первого выпрямителя предназначены для подключения к базе и эмиттеру первого силового транзистора соответственно, управляющий вход первого транз йсторого ключа соединен с отрицательным выводом первого выпрямителя, вход второго транзисторного ключа подключен к отрицательному выводу второго выпрямителя, выход второго транзисторного ключа и положительный вывод второго выпрямителя предназначены для подключения к базе и эмиттеру второго силового транзистора соответственно, управляющий вход второго транзисторного ключа соединен с положительным выводом второго выпрямителя, вход третьего транзисторного ключа подключен к положительному выводу третьего вьтрямителя, выход третьего транзисторного ключа и отрицательный вывод третьего выпрямителя предназначены для подключения к базе и эмиттеру второго силового транзистора соответственно, управляющий вход третьего транзисторного ключа соединен с отрицательным выводом третьего вьтрямителя, вход четвертого транзисторного ключа подключен к отрицательному выводу четвертого выпрямителя, выход четвертого транзисторного ключа и положительный вывод четвертого выпрямителя предназначены для подключения к базе и эмиттеру первого силового транзистора со- . ответственно, а управляющий вход четвертого транзисторного ключа соединеи с положительным выводом четвертого выпрямителя,

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения состоит в повьппении КПД устройства для управления последователь но соединенными силовыми транзистора ми в схемах инверторов, непосредственных преобразователей частоты и т.д. В устройство, содержащее генератор 1 прямоугольных импульсов, переключатель 3, блок 26 управления пере-- ключателем 3 и два трансформатора 4 и 5, вторичные обмотки 14-J5, .16-J7, 18-19,. 20-21 которых подключены каждая к отдельному выпрямителю 22, 23, 24, 25, введены четыре транзисторных ключа 28, 29, 30, 31, причем включаются ключи 28, 29s 30, 31 между выхо,- дами выпрямителей 22, 23, 24, 25 и управляющими входами силовых транзисторов. Открьгоаются транзисторные ключи 28, 29,- 30, 31 только при появлении напряжения на выходах соответствующих выпрямителей 22-25 и тем самым исключается ответвление управляющего тока по цепям, подключенным к управляющему входу калщого силового транзистора. 2 ил. с S

Фаз. 2