Коммутирующее устройство Советский патент 1989 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в регуляторах и модуляторах радиопередатчиков, во вторичных источни- ках электропитания.

Цель изобретения - повышение КПД и быстродействия.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема коммутируют - го устройства.

Коммутирующее устройство содержит управляющий и силовой транзисторы 1 и 2 одного типа проводимости, блок 3 управления, первый диод 4, дрос- сель 5, первый вывод которого соединен с катодо первого диода 4 и эмиттером силового транзистора 2, коллектор которого соединен с коллектором управляющего транзистора 1 и ши- ной 6 источника питания, второй вывод дросселя 5 соединен через нагрузку 7, параллельно которой включен конденсатор 8, с общей шиной 9, трансформатор 10 с первичной обмот- кой 11 и первой и второй вторичными обмотками 12 и 13, второй и третий диоды 14 и 15, первый, второй и третий резисторы 16-18. При этом начало первичной обмотки 11 транзистора 10 соединено с анодом первого диода 4, конец - с общей шиной 9 и началом первой вторичной обмотки 12, конец которой соединен через второй диод 14 с вторым выводом дросселя 5. Нача ло второй вторичной обмотки 13 трансформатора 10 подключено через последовательно соединенные первый резистор 16 и третий диод 15 к базе управляющего транзистора 1 и первому вы- воду блока 3 управления, второй вывод которого соединен с концом второй вторичной обмотки 13, эмиттером управляющего транзистора 1 и базой силового транзистора 2, параллельно база-эмиттерным переходам которых включены второй и третий резисторы 17 и 18 соответственно.

Коммутирующее устройство работает следующим образом.

Блок 3 управления формирует сигналы с широтно-импульсной модуляцией, которые поступают на базу управляющего транзистора 1. При отпирании транзистора 1 открывается и силовой транзистор 2. Параметры LCD-фильтра, образованного дросселем 5, конденсатором 8 и диодом 4, и частота следования импульсов управления таковы,

0 5 0 5 0

0

что в момент отпирания транзистора 2 через него протекает сквозной ток, который, проходя через первичную обмотку 11 трансформатора 10, создает в его второй вторичной обмотке 13 импульс напряжения, который подается на базу управляющего транзистора 1 и обеспечивает форсированное отпирание транзисторов. При полном отпирании транзисторов диод 4 запирается, ток через первичную обмотку 11 трансформатора 10 прекращается, что приводит к уменьшению базового тока управляющего транзистора 1 и уменьшению избыточного заряда в базе транзистора и ограничению степени насыщения транзисторов. Одновременно с отключением первичной обмотки 11 энергия, запасенная в трансформаторе в момент сквозного тока, передается в нагрузку 7 первой вторичной обмоткой 12. Ток нагрузки протекает от шины 6 источника питания через открытый силовой транзистор 2, дроссель 5 и нагрузку 7 к общей шине 9.

При запирании транзисторов ток, обусловленный ЭДС самоиндукции дросселя 5, замыкается по цепи первичной обмотки 11 трансформатора 10 через нагнузку 7, конденсатор 8 и первый диод 4. Цепь второй вторичной обмотки 13 и в этом случае создает положительную обратную связь - обеспечивает форсированное запирание транзистора 1.

Второй и третий резисторы 17 и 18, шунтирующие база-эмиттерные переходы транзисторов 1 и 2 соответственно, способствуют рассасыванию зарядов в их базах и запиранию их.

Таким образом, введение трансформатора 10, первичная обмотка 11 которого включена в цепь силового транзистора 2, а первая и вторая вторичные обмотки 12 и 13 соединены соответственно с цепью нагрузки 7 и цепью управления транзистора 1, обеспечивает повышение КПД коммутирующего устройства за счет снижения потерь при включении транзисторов 1 и 2 путем уменьшения амплитуды и длительности протекания сквозного тока через силовой транзистор 2, снижения мощности блока 3 управления благодаря введению положительной обратной связи, использования в нагрузке энергии, накопленной в трансформаторе 10 при протекании сквозного тока, а также

314801

обеспечивает повышение быстродействия за счет ограничения степени насыщения транзисторов и форсирования процесса переключения.

Формула изобретения

Коммутирующее устройство, содержащее управляющий и силовой транзисто- ры одного типа проводимости, блок управления, первый диод, дроссель, первый вывод которого соединен с катодом первого диода и эмиттером силового транзистора, коллектор которого соединен с шиной источника питания, второй вывод дросселя соединен через нагрузку, параллельно которой включен конденсатор, с общей шиной, о т- личающееся тем, что, с целью повышения КПД и быстродействия, введены трансформатор

5«

с первичной и первой и второй вторичными обмотками, второй и

третий диоды, первый резистор, при этом начало первичной обмотки трансформатора соединено с анодом первого диода, конец - с общей шиной и началом первой вторичной обмотки трансформатора, конец которой через второй диод соединен с вторым выводом дросселя, начало второй вторичной обмотки трансформатора подключено через последовательно соединенные первый резистор и третий диод к базе управляющего транзистора и первому выводу блока управления, второй вывод которого соединен с концом второй вторичной обмотки трансформатора, базой силового транзистора и эмиттером управляющего транзистора, коллектор которого соединен с шиной источника питания.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в регуляторах и в источниках электропитания. Целью изобретения является повышение КПД и быстродействия. Для этого в коммутирующее устройство, содержащее управляющий транзистор 1, силовой транзистор 2 той же проводимости, фильтр LСД, содержащий диод 4, дроссель 5 и конденсатор 8, введен трансформатор 10, первичная обмотка 11 которого включена в цепь силового транзистора 2, первая вторичная обмотка 12 соединена через второй диод 14 с нагрузкой 7, вторая вторичная обмотка 13 соединена через первый резистор 16 и третий диод 15 с базоэмиттерным переходом управляющего транзистора 1. КПД и быстродействие коммутирующего устройства повышены за счет снижения потерь при включении транзисторов 1,2 путем уменьшения амплитуды и длительности протекания сквозного тока через силовой транзистор 2, снижения мощности блока 3 управления благодаря введению положительной обратной связи, образованной второй вторичной обмоткой 13 трансформатора 10, использования в нагрузке энергии, накопленной в трансформаторе 10 при протекании сквозного тока, ограничения степени насыщения транзисторов и форсирования процесса переключения. 1 ил.