Способ управления переключающим силовым транзистором Советский патент 1989 года по МПК H02M1/08 H02M7/538 

jy+

(Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, электропривода и автоматики для преобразования постоянного напряжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Подачу отпирающих и запирающих импульсов на управляющий вход силового транзистора 1 производят периодически с частотой, определяемой постоянной времени перезаряда входной емкости силового транзистора. Управление силовым транзистором 1 осуществляют посредством отпирающего транзистора 2 и запирающего транзистора 3, которые коммутируются короткими импульсами. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

on

00

IC

Од

Фиг.2

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в системах вторичного электролита ния, электропривода и автоматики для преобразования постоянного напряжения.

Цель изобретелия - расширение функциональных возможностей путем использования силовых транзисторов полевого типа.

На фиг.1 показана временная диаграмма процесса переключения полевого транзистора; на фиг.2 - электрическая схема устройства для реализации предлагаемого способа,

Сзпцность предлагаемого способа заключается в следующем.

На временной диаграмме, показанной на фиг.1, линия А соответствует изменению напряжения силовой цепи (сток-исток) полевого транзистора Up,j , ЛШ1ИЯ Б - изменению напряжения Uj на входной емкости (на вьгоодах затвор-исток) полевого транзистора, линия В - изменению напряжения управ дяющего сигнала Ц..„цепи управления полевым транзистором.

В интервале времени 0-t, транзистор открыт и падение напряжения U . на нем определяется его внутренним сопротивлением и.протекающим через него током. Входная емкость транзист тора заряжена до напряжения, поддерживающегося в интервалах максимально допустимым напряжением U на управляющем электроде и напряжением Uj перехода транзистора из открытого состояния IB активный режим. В момен t на затворе транзистора формируют короткий импульс управляющего .сигнала (U), амплитуду и длительность которого выбирают достаточными для перезаряда входной емкости до напряжения U, величина которого находится в пределах между максималь но допустимым напряжением U на управляющем электроде и напряжением U перехода транзистора из закрытого состояния в акт1-тный режим. После перезаряда входной емкости импульс управляющего сигнала прекращается. Транзистор в конце этапа перезаряда переводится в закрытое состояние, и падение напряжения на нем U. равно начиная с иомента t, напряжению источника питания, Г-Зто состояние поддерживается определенное время за

0

5

0

5

о

0

5

0

5

счет заряда, накопленного во входной емкости. Входная емкость медленно разряжается через сопротивление затвора и сопротивления утечки изоляции и подключенных к затвору цепей. Через интервал времени t t- напряжение на входной емкости Ug достигает напряжения U к транзистор Ha jHHaeT переходить в активный режим. В момент t , предшествующий моменту tj. , на затворе транзистора формируют короткий импульс управляющего сигнала, амплитуда и длительность t которого достаточны для подзаряда входной емкости до напряжения U. Процесс подзаряда производят периодически в течение всего времени между переключениями (моментами t. и t,)« Эту же последовательность операций выполняют и в течение нахождения транзистора в открытом состоянии , (промеясутки времени tg).

Предлагаемый способ позволяет снизить мощность потерь в цепях управления, поскольку в течение времени между подзарядами входной -емкости указанные цепи могут быть отключены или переведены в непроводящее состояние, а отношение периода йод- заряда к длительности подзаряда составляет в полевых транзисторах очень большую величину.

Устройство для реализации способа (фиг,2) состоит из переключающего полевого транзистора 1, двух управляющих транзисторов 2 и 3 с разнымитипом проводимости, активно-индуктивно . .

го сопротивления нагрузки 4 и шунтирующего нагрузку диода 5, Устройство подключено к источнику питания Е| и источникам питания цепей управ- ления Е и Ej, На этапе переключения на базы транзисторов 2 И 3 с помощью известных средств подают короткий импульс управляющего сигнала, благодаря которому один из т анзис- торов открывается и на затвор транзистора 1 поступает положительное или отрицательное напряжение. Входная емкость транзистора 1 перезаряжается, после чего управляющий сигнал прекращается на время разряда входной емкости до напряжения, большего по: абсолютной величине напряжения ). Затем на базы транзисторов вновь подают крроткий импульс управляющего

51

сигнала той же полярности, что и пре- дьщущий, на время, достаточное для подзаряда входной емкости. При переключении транзистора на базы транзисторов 2 и 3 подают сигнал протйвопо.-; ложной полярности на время, достаточное для перезаряда входной емкости,и транзистор 1 переводится в противоположное состояние. Напряжения источ- НИКОВ Е и Е- j выбирают такими, чтобы они находились в пределах между максимально допустимым напряжением на затворе и напряжением перехода транзистора в активный режим.

При применении предлагаемого способа в устройстве, показанном на фиг.2, уменьшаются потери в транзисторах 2 и 3 за счет уменьшения времени проте кания управляющих токов в их база- эмиттерных переходах.

Формула изобретения 1. Способ управления переключающим

силовым транзистором при котором ОТ 7

крьшают силовой транзистор и во время

i/сг/

- -TfYt-1/гii- 1-/f+-fi-r-HA Tt.5 bt4-J-i-K -4f f

266

открытого состояния на управляющий электрод силового транзистора подают периодически управляющие импульсы, а затем СШ10ВОЙ .транзистор закрьшают, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, подачу отпирающих управляющих импульсов на управляющий электрод силового транзистора при его открытом состоянии прекращают по достижении напряжения на управляющем входе силового транзистора первого заданногв уровня и возобновляют при снижении этого напряжения до второго заданного уровня. Ь

4-1.1-1

- -TfYt-1/г

r-HA 4-J-i-KФиг. 1