Устройство для управления мощным полевым транзистором Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

г

-ПГ

3

о ю о

о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах электропитания. Цель изобретения -упрощение при одновременном уменьшении энергетических потерь. Цель достигается за счет введения в цепь формирования управляющих импульсов источника напряжения, выполненного на дополнительной 5 вторичной обмотке развязывающего трансформатора 2, выпрямительном диоде 8, накопительном конденсаторе 7 и ограничительном резисторе 6. Введенный источник напряжения осуществляет смещение сигналов управляющего меандра относительно затвора полевого транзистора 4 на величину его отрицательного напряжения. Таким образом, сформированная амплитуда запирающих и отпирающих импульсов позволяет исключить ключевые элементы в цепях управляющего сигнала и значительно уменьшить величину ограничителя 9 тока, управления, что уменьшает рассеиваемую мощность в цепи затвора мощного полевого транзистора 4. 2 ил. сл С

Фм.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах электропитания радиоаппаратуры, вычислительной техники средств связи.

Цель изобретения - упрощение устройства при одновременном уменьшении энергетических потерь на управление.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство содержит генератор 1 управляющих импульсов, подключенный к первичной обмотке развязывающего трансформатора 2, один вторичной обмотки 3 которого подключен к истоку транзистора 4, общий вывод обмоток 5 и 3 подключен к ограничительному резистору 6 и накопительному конденсатору 7, второй вывод обмотки 5 подключен к катоду диода 8, анод которого подключен к ограничительному резистору 6, накопительному конденсатору 7, ограничителю 9 тока управления и форсирующему конденсатору 10, которые подключены к затвору транзистора 4, в цепь стока которого включена нагрузка 11.

В качестве генератора 1 управляющих импульсов может быть использован автогенератор с выходным напряжением, имеющий форму меандра, выполненный на высокочастотных, маломощных транзисторах.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что в начальный момент времени импульс с генератора 1 через развязывающий трансформатор 2 наводит на вторичной обмотке 5 импульс амплитудой и5(фиг.2), отрицательный полупериод которого через открытый диод 8 заряжает накопительный конденсатор 7 до напряжения U, ограниченное резистором 6. На обмотке 3 в этот момент времени формируется импульс управляющего сигнала амплитудой . В результате вычитания отрицательного напряжения заряженного конденсатора 7 и импульса положительной полярности Кз в точке а схемы устройства управления формируется отпирающий импульс положительной полярности амплитудой Ua U3-U7. Входная емкость СВх транзистора 4 заряжается и на время действия положительного импульса транзистор 4 открыт и насыщен током, ограниченным резистором 6. Напряжение между стоком и истоком Уси открытого транзистора 4 достигает остаточного напряжения

Uocr R си ,

где Реи - сопротивление открытого транзистора;

и - ток через транзистор. В момент прихода очередного импульса положительный полупериод запирает диод 8, при этом конденсатор 7 незначительно

разряжается, так как его емкость выбрана из условия

С 5 Гн/R,

где Тн - длительность импульса; R - сопротивление резистора б.

Отрицательный импульс управляющего сигнала суммируется с отрицательным напряжением, накопленным на конденсаторе 7, в результате к затвору транзистора 4 прикладывается напряжение Ua(U3+U7).

Входная емкость Свх конденсатора 4 перезаряжается до напряжения отсечки UOTC, при этом транзистор запирается. Между стоком и истоком прикладывается напряжение питания . При поступлении очередного

импульса процесс переключения повторяется. Величина отпирающего и запирающего напряжения в точке а схемы устройства управления определяется параметрами элементов 5-8, амплитудой управляющих

импульсов обмотки 3 и параметрами мощного полевого транзистора.

Таким образом изобретение позволяет упростить предлагаемое устройство по сравнению с известным, так как отсутствуют

ключи в цепях отпирающего и запирающего напряжений; уменьшить энергетические потери на управление, так как устройство позволяет формировать отпирающий сигнал заданной амплитуды, что приводит к

уменьшению сопротивления ограничителя значения отпирающего тока, и, вследствие этого, уменьшить рассеиваемую мощность на нем; управлять мощными полевыми транзисторами со статической индукцией,

мощными МДП-транзисторами; расширить рабочий диапазон частот сверху, так как устройство управления обеспечивает уменьшение энергетических потерь на управление,

Формула изобретения Устройство для управления мощным полевым транзистором, содержащее источник разнополярных импульсов управления, выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора, один вывод вторичной обмотки которого предназначен для подключения к истоку мощного полевого транзистора, для подключения к затвору

которого предназначены одни выводы ограничителя тока управления и форсирую щего конденсатора, другие выводы которы/ связаны с другим выводом вторичной об мотки трансформатора, и диод, отличаю

щ е е с я тем, что, с целью упрощения при одновременном уменьшении энергетических потерь, введены накопительный конденсатор, зашунтированный ограничительным резистором, а трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, причем один вывод дополнительной вторичной обмотки трансформатора соединен с другим выводом его вторичной обмотки и одЛ

и.,

а

-ui иш

ним выводом накопительного конденсатора, другой вывод которого через диод соединен с другим выводом дополнительной вторичной обмотки трансформатора, а другие выводы ограничителя тока управления и формирующего конденсатора связаны с другим выводом вторичной обмотки трансформатора через накопительный конденсатор.

i