Магнитно-транзисторный ключ Советский патент 1988 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам бесконтактной коммутации электричес™ ких сигналов, и может быть использо- вано в системах автоматики и электроники для управления электромагнитными MexatrasMaMii или в силовых преобразовательных источ шках вторичного электропитания,Ю

Целью изобретения является повьше- ние надежности при изменении параметров нагрузки,

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенно- t5 рый.при этом шунтирует базоэмиттерный го устройства,переход транзистора 6 вследствие чеУстройство содержит силовой транзистор 1, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка 2 трансформатора 3 тока, цепь нагрузки 4с 20 источ1шком питания. Кроме того,имеются дополнительные транзисторы 5, 6, первый и второй резисторы 7, 8, управляющий транзистор 9, третий резистор 10, диод 11, четвертый резистор 12. 25

Начало вторичной обмотки 13 трансформатора 3 тока подключено к базе транзистора 5, коллектор которого соединен с базой транзистора 6 и через второй резистор 8 - с шиной источника питания, с которой также соединен через первый резистор 7 коллектор транзистора 6, Эмиттеры транзист-у- ров 5 и 6 подключены к коллектору управляющего транзистора 9, эмиттер ко- 35 транзистора , он запирается, избыточ- торого соединен с базой силового трак- носители рассасываются через резистора 1 и через четвертый резистор 12 - с его эмиттетром. Конец вторичной обмотки 13 соединен с sNMTTepoM . транзистора I, База транзистора 5 подключена к третьему резистору 10, другой вывод которого соединен с катодом диода 11, анодом подключенного к эмиттеру силового транзистора 1,

Магнитно-транзисторный ключ рабо- 45 переходе база - эмиттер транзистора 5. тает атедугсядим образом.После того, как процессы размагниРассмотрим режим прерывистых токов нагрузки, когда силовой транзистор 1 втшючается на индуктивную нагрузку 4 с нулевым начальным значением тока в 50 ней,.

При посту1шеш1И положительного импульса открывается транзистор 9, Транзистор 6 также открывается,, так как

транзистор 5 заперт из-за отсутствия 55 ° транзистор I остается открытым в его базе тока. Открытые транзисто-через транзистор 6. Нет необходимосры 9 и 6,создают открывающий базовый ток силового транзистора, ограничивае№1й первым резистором 7. Силовой транзистор 1 открывается, однако из-за того, что его коллекторный ток еще мал, на вторичной обмотке 13 трансформатора 3 тока ток отсутствует или достаточно мал, так как индуктивность намагничивания трансформатора 3 имеет не бесконечно большое значение и оказывает шунтирующее действие. По мере увеличения тока коллектора транзистора .1 появляется и ток на вторичной обмотке 13 трансформатора тока 3. Он открывает второй транзистор 5, котого он запирается 1 Этим прекращается протекание тока через резистор 7, и далее силовой транзнсгор остается от- крытьзм и (Ш1н под д. йствием положительной обработкой связи трансформатора 3 токао

Следовательно, ток по транзистору протекает только в то время, когда отсутствует ток во вторичной обмотке 13 трансформатора тока 3, после появления тока достаточной величины силовой транзистор 1 остается открытым за счет тока, траксфоркшрованного из пер30 вичной обмотки 2 трансформатора 3 тока.

После окончания положительного им пульса транзистор 9 запирается, исчезает от1фывающий базовый ток силового

зистор 12, Ток нар.1агничивания, накопленный в трансформаторе 3 тока, рассасывается через резистор 10 и встреч- 40 но включенный диод 11. Выбором величины резистора 10 можно достигнуть как заданного времени размагничивания трансформатора, так и требуемой амплитуды импульса обратного напряжения на

чивания закончатся, и после подачи последующего положительного импульса процессы повторяются аналогично.

Таким образом, в схеме транзисторного ключа обеспечивается непосредственный контроль наличия тока во вторичной обмотке трасформатора 3 тока. До тех пор пока этого тока нет, силоти создавать избыточный по длительности otкpывaкщий ток силового транрый.при этом шунтирует базоэмиттерный переход транзистора 6 вследствие чее№1й первым резистором 7. Силовой транзистор 1 открывается, однако из-за того, что его коллекторный ток еще мал, на вторичной обмотке 13 трансформатора 3 тока ток отсутствует или достаточно мал, так как индуктивность намагничивания трансформатора 3 имеет не бесконечно большое значение и оказывает шунтирующее действие. По мере увеличения тока коллектора транзистора .1 появляется и ток на вторичной обмотке 13 трансформатора тока 3. Он открывает второй транзистор 5, кото

транзистора , он запирается, избыточ- носители рассасываются через рего он запирается 1 Этим прекращается протекание тока через резистор 7, и далее силовой транзнсгор остается от- крытьзм и (Ш1н под д. йствием положительной обработкой связи трансформатора 3 токао

Следовательно, ток по транзистору протекает только в то время, когда отсутствует ток во вторичной обмотке 13 трансформатора тока 3, после появления тока достаточной величины силовой транзистор 1 остается открытым за счет тока, траксфоркшрованного из первичной обмотки 2 трансформатора 3 тока.

После окончания положительного импульса транзистор 9 запирается, исчезает от1фывающий базовый ток силового

35 транзистора , он запирается, избыточ- носители рассасываются через резистор 12, Ток нар.1агничивания, накопленный в трансформаторе 3 тока, рассасывается через резистор 10 и встреч- 40 но включенный диод 11. Выбором величины резистора 10 можно достигнуть как заданного времени размагничивания трансформатора, так и требуемой амплитуды импульса обратного напряжения на

чивания закончатся, и после подачи последующего положительного импульса процессы повторяются аналогично.

Таким образом, в схеме транзисторного ключа обеспечивается непосредственный контроль наличия тока во вторичной обмотке трасформатора 3 тока. До тех пор пока этого тока нет, сило ° транзистор I остается открытым через транзистор 6. Нет необходимости создавать избыточный по длительности otкpывaкщий ток силового транзистора 1, MHHHNMSHpyrorcfl потери мощности на этот процесс,

Схема потребляет минимально возможную мощность, требукяцуюся именно для конкретного транзистора, конкретной нагрузки и заданного напряжения питания. Кроме того, если нагрузка работает в различнь:х режимах, т, е, в режиме прерывистых токов и непрерывных (поочередно), то предлагаемая схема является оптимальной, так как начальное значение тока в первичной и вторичной обмотках трансформатора 3 практически сразу закрывает транзистор 6. Одновременно с этим введение I транзистора 6 уменьшает токовую наг- рузку управляющего транзистора и тем самым повышает надежность его работы

Следовательно, применение предло- .женного магнитно-транзисторного ключа снижает мощность, потребляемую от источников питания, рассеиваемую иа элементах, улучшает массогабаритные показатели и повьшает надежность ра- боты устройства, что позволяет расширить возможность его применения в современных устройствах электроники: и автоматики,- Формула изобретения

Магнитно-транзисторный ключ, содер жапрй силовой транзистор, к коллектору которого подключены последовательно соединенные цепь нагрузки и первичная обмотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого первым выводом соединена с общей шиной источника питания и эмиттером силового транзистора, база которого соединена с эмиттером управляющего транзистора,

база управляющего транзистора соединена с входной шиной управления, и диод, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности работы при изменении параметров нагрузки, введены два дополнительных транзистора и четыре резистора, причем первые выводы первого и второго резисторов соединены с второй шиной источника питания, вторые вывода - с

коллектором первого и второго дополнительных транз:-1сторов соответственно, эмиттеры которых подключены к коллектору управляющего транзистора, база первого дополнительного транзистора соединена с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора тока и через последовательно соединенные третий резистор и встречно включенный диод - с общей шиной источника питания,

которая через четвертый резистор соединена с базой силового транзистора, а база второго дополнительного транзистора соединена с коллектором первого дополнительного транзистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, в частности, в силовых преобразовательных источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности при изменении параметров нагрузки - достигается за счет непосредственно контроля наличия тока во вторичной обмотке 13 трансформатора тока 3, при наличии которого уменьшается tOKOBaH нагрузка транзистора 9. Магнитно-транзисторный ключ содержит силовой транзистор 1, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка 2 трансформатора тока 3, цепь нагрузки 4 с источником питания. Введение двух дополнительных транзисторов 5, 6 позволяет минимизировать потери мощности при открывании силового транзистора. 1 ил. (Л 4i 4ii 4ib О 00 4