Магнитно-транзисторный ключ Советский патент 1989 года по МПК H03K17/60 

0

СО

сд

31499

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в системах регулирования и управления.

Целью изобретения является повышение КПД и уменьшение габаритов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема магнитно- транзисторного ключа.

Магнитно-транзисторный ключ содер- жит шины 1 и 2 источника питания, которые через .нагрузку 3 и силовой транзистор 4 подсоединены к первичной обмотке 5 трансформатора 6 тока, вторичная обмотка 7 которого одним выво- дом соединена с эмиттерами транзисторов 8 и 9 и общей шиной вспомогательного источника питания (+Е), а вторым через первый диод 10 - со-средним выводом первичной обмотки 11 согла- сующего трансформатора 12 и через первый резистор 13 и диод 14 - к шине вспомогательного источника питания (+Е). Вторичная обмотка трансформатора 12 подключена к базо-эмиттерному переходу силового транзистора 4. База транзистора 8 соединена с источником управляющего напряжения (U пр) входной управляющей шины, а база транзистора 9 через ограничивающий второй резистор 15 - к коллектору транзистора 8. Обмотка 16 трансформатора 6 тока одним выводом подключена к коллектору транзистора 9, а вторым через третий резистор 17 - к шине вспомогательного источника питания (+Е).

Магнитно-транзисторный ключ работает следующим образом.

При наличии на входе транзистора 9 управляющего напряжения U упр например, в виде сигнала логической 1 транзистор 9 открывается, через него протекает ток намагничивания трансформатора 12 по цепи: потенциальная шина источника питания +Е, резистор 13, первый диод 14, обмотка 11 трансформатора 12, транзистор 9, общая шина и ток намагничивания трансформатора 6 тока по цепи: потенциальная шина источника питания +Е, резистор 17, . обмотка 16 трансформатора 6, транзистор 9, общая шина. Транзистор В при этом закрыт, на базе силового транзистора 4 наводится отрицательное напряжение , которое удерживает его в запертом состоянии.

Снятие управляющего напряжения с входа транзистора 9, например появле

ю 5 0 5 О

.л 5

5

5

ние сигнала логического О, приводит к его запиранию, чем обеспечивается открытое состояние транзистора 8. Энергия, накопленная в индуктивности обмотки 11 трансформатора 12 в процессе протекания тока намагничивания, при запирании транзистора 9 трансформируется во вторичную обмотку и наво-; дит на базе силового транзистора 4 положительное напряжение, которым тот открывается. При этом через транзистор начинает протекать ток, который через обмотку 5 трансформатора 6 наводит на вторичной обмотке 7 напряжение, через диод 10 поступающее на средний вывод обмотки .11 трансформа-: тора 12 и поддерживаклцее положительный потенциал на базе транзистора 4 в течение времени открытого состояния транзистора 8.

Коэффициент трансформации трансформатора 6 при этом выбирается таким образом, чтобы напряжение на обмотке 7 превышало напряжение вспомогательного источника питания (+Е). Диод 14 при этом заперт, ток от источника питания (+Е) по этой цепи не потребляется. Очередное появление сигнаша логической 1 на входе транзистора 9 приводит к его открытию и запиранию транзистора 8. Полярность напряжения на вторичной обмотке трансформатора 12 при этом меняется на противоположную, что вызывает появление на базе трансформатора 4 отрицательного потенциала.

Происходит форсированное запирание транзистора 4, при этом величина тока рассасывания носителей в базе пропорциональна коллекторному току транзистора. После рассасывания носителей транзистор 4 запирается, напряжение на обмотке 7 трансформатора 6 тока становится равным нулю, а отрицательное напряжение в дальнейшем поддерживается на базе силового транзистора 4 за счет протекания тока по обмотке 11 трансформатора 12 от вспомогательного источника питания «Е. Диод 10 при этом предохраняет намагничивание сердечника трансформатора 6 тока напряжением на среднем выводе обмотки 11 трансформатора 12. Дальнейшая работа устройства происходит аналогично.

Формула изобретения

Магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, транс-, форматор тока, первичная обмотка которого включена последовательно в эмиттер-коллекторную цепь силового транзистора нагрузки и шин источника питания, два ключа на транзисторах, эмиттеры которых соединены с общей шиной источника вспомогательного напряжения и первым выводом вторичной обмотки трансформатора тока, согласующий трансформатор, крайние выводы первичной обмотки которого подключены к коллекторам транзисторов ключей, средний вывод через последовательно соединенные первый диод и первый резистор - к потенциальной щине вспомогательного источника питания, вьшоды вторичной обмотки согласующего трансформатора соедине0

5

0

ны с эмиттер-базовой цепью силового транзистора, базовая цепь транзистора первого ключа подключена к входной управляющей шине, база транзистора второго ключа через второй резистор соединена с коллектором транзистора первого ключа, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния КПД и уменьшения габаритов, дополнительно введены второй диод, третий резистор, а в трансформатор тока - третья обмотка, причем первый вывод третьей обмотки трансформатора тока подключен к коллектору транзистора первого ключа, второй вывод через третий резистор - к потенциальной шине вспомогательного источника питания, а второй вывод вторичной обмотки трансформатора тока через третий диод соединен со средним выводом дополнительного трансформатора.

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в системах регулирования и управления. Цель изобретения - повышение КПД и уменьшение габаритов. Магнитно-транзисторный ключ содержит силовой транзистор 4, трансформатор 6 тока, согласующий трансформатор 12 и два ключа на транзисторах 8 и 9. Введение обмотки 16 трансформатора 6 тока, диода 10 и резистора 17 позволяет исключить замагничивание сердечника трансформатора 6 тока в рабочем режиме. 1 ил.