Силовой транзисторный ключ Советский патент 1989 года по МПК H03K17/60 H03K3/286 

Изобретет1е относится к импульсной технике и может быть использован в качестве силовых транзисторных клю чей в инверторах.

Цель изобретения - расширение области применения силового транзисторного ключа за счет обеспечения возможности его работы как с активной, так и с реактивной нагрузкой.

На фиг. 1 представлена принципиалная схема силового ключа; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу ключа.

Силовой транзисторный ключ содер- жит силовой транзистор 1, который в паре с вспомогательным транзистором 2 составляет первую триггерную пару позволяющую управлять им короткими импульсами.

Дополнительный транзистор 3 вместе с вспомогательным составляет вто- рую триггерную пару, позволяющую нормально работать силовому транзистору при нулевом или низком напряжении закрытого ключа.

Для осуществления инверторного режима силовой транзистор зашунти- рован первым диодом 4 обратного тока.

Первый резистор 5 определяет максимальный ток, при котором ключ закрывается, определяя уровень тока защиты ключа. Через первый разделительный диод 6 подключены вто- рой 7 и третий 8 резисторы базовой цепи дополнительного транзистора 3 к коллектору вспомогательного транзистора 2.

В базовой цепи вспомогательного транзистора 2 стоит четвертый резистор 9, связывающий ее с коллекторной цепью дополнительного транзистора, содержащий пятый резистор 10. Источник 11 входного двухполяр- ного импульсного напряжения вырабатывает импульсы разной полярности. Второй 12 и третий 13 обратные диоды создают цепь для прохождения тока от импульсного источникя. Низ- ковольтный источник 14 и вся схема, которую он питает, защищены от высокого напряжения ключа вторым разделительным диодом 15.

Схема работает следующим образом

Входной сигнал с источника 11 воздействует на базы транзисторов 2 и 3 (фиг. 1), Полярность относится к открытому состоянию силового транзистора 1.

При этом ток протекает по цепи: источник 11 импульсов, диод 13, эмиттер-база транзистора 2, минус источник 11 импульсов. Транзистор 2 оказывается в открытом, а 3 - в закрытом состоянии, триггерная пара 2-1 поддерживает транзистор 1 в открытом состоянии по окончании импульса с источника 11.

При поступлении 1мпульса обратной полярности с источника 11 транзистор

3открывается, что приводит к запиранию транзисторов 2 и 1. Это состояние фиксируется триггерной парой 2-3 и не зависит от величины напряжения на закрытом транзисторе 1.

В открытом состоянии транзистора 1 транзистор 2 также открыт, а транзистор 3 закрыт. При увеличении тока ключа напряжение на нем начинает возрастать, что приводит к уменьшению тока базы транзистора 2. При определенном напряжении на ключе коэффициент насыщения транзистора 2 становится равным единице и начинает падать ток базы транзистора 1, что увеличивает падение напряжения на нем, а это приводит к еще большему уменьшению тока базы транзистора 2

. Триггер 2-1 опрокидывается, т.е. транзисторы 1-2 переходят в закрытое состояние, при этом открывается транзистор 3.

В этом процессе транзистор 3 ускоряет процесс шунтирования тока базы транзистора 2.

Транзистор 2 имеет разделенную диодом 6 коллекторную нагрузку (резисторы 5 и 8). При этом ток, от пирающий транзистор 3, протекает, минуя цепь базы силового транзистора 1. Это предотвращает открывание силового транзистора 1.

Формула изобретения

Силовой транзисторный ключ, содержащий триггерную пару на транзистрах разного типа проводимости один из которых - силовой, а другой - вспомогательный, первую и вторую клеммы низковольтного источника питания, первую и вторую клеммы источника входного двухполярного импульсного напряжения, первый и второй резисторы, первый и второй разделитель11ые

диоды, первый диод обратного тока, выходную клемму, эмиттер силового транзистора подключен к второй клемме низковольтного источника питания и к аноду первого диода обратного тока, катод которого подключен к коллектору силового транзистора и к катоду второго разделительного диода, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, введены дополнительный транзистор той же проводимости, что и вспомогательный, второй и третий диоды обратного тока, третий, четвертый и пятый резисторы, причем первый вьшод первого резистора подключен к аноду первого разделительного диода и к коллектору вспомогательного транзистора, эмиттер которого подклю- чен к эмиттеру дополнительного транзистора и к первой клемме низковольтного источника питания, второй вывод первого резистора подключен к базе силового транзистора, коллектор кото-

рого подключен к выходной клемме, первый вывод второго резистора подключен к катоду первого разделительного диода и к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к второй клемме низковольтного источника питания, второй вывод второго резистора подключен к базе дополнительного транзистора и к второй клемме источника входного двух- полярного импульсного напряжения, первая клемма которого подключена к базе вспомогательного транзистора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к коллектору дополнительного транзистора и к первому вьшоду пятого резистора, второй вьшод которого подключен к аноду второго разделительного диода, переходы база-эмиттер вспомогательного и дополнительного транзисторов шунтированы вторьм и третьим диодами обратного тока.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силовых транзисторных ключей в инверторах. Цель изобретения - расширение области применения силового транзисторного ключа за счет обеспечения возможности его работы как с активной, так и с реактивной нагрузкой. Устройство содержит вспомогательный транзистор 2 и силовой транзистор 1, образующие первую триггерную пару, низковольтный источник 14 питания, источник 11 входного двухполярного импульсного напряжения, первый и второй резисторы 5 и 7, первый и второй разделительные диоды 6 и 15 и первый диод 4 обратного тока. Для достижения поставленной цели в устройство введены дополнительный транзистор 3, второй и третий диоды 12 и 13 обратного тока и третий, четвертый и пятый резисторы 8-10. Дополнительный транзистор 3 и вспомогательный транзистор 2 образуют вторую триггерную пару, позволяющую нормально работать силовому транзистору 1 при нулевом или низком напряжении на нем, когда он закрыт. 2 ил.

/vv/T/vy

1

Составитель А. Цехановский

Редактор Г. Волкова Техред М.ДидыкКорректор И. Муска

Заказ 7965/55

Тираж 884

ВНШ-ШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Фиг. 2

Подписное