Устройство для управления транзистором со статической индукцией Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использован э при создании высокочастотных преобразователей напряжения для вторичных источников электропитания (ВИЭП).

Цель изобретения - повышение надежности за счет устранения возможностей протекания больших постоянных токов в СИТ при отсутствии сигналов управления.

На чертеже представлена схема устройства для управления транзистором со статической индукцией (СИТ).

Устройство для управления СИТ 1 fb- держит трансформатор 2, р-п-р-транзистор 3, п-р-п-транзистор 4, два резистора 5 и 6, шесть диодов 7-12, два дополнительных резистора 13 и 14, конденсатор 15, полевой транзистор 16, и дополнительный трансформатор 17. Полевой транзистор 16 обладает n-каналом и может иметь структуру либо обычного полевого транзистора с р-п-переходом, либо СИТ, т.е. структуру транзистора, открытого при отсутствии напряжения на его затворе.

Первичная обмотка трансформатора 2 подключена к источнику входных импульсов. Первый выход вторичной обмотки трансформатора 2 подключен к аноду диода 7 и катодам диодов 8 и 11, второй выход - к первым выводам резисторов 5, 6, 13 и 14, первой обкладке конденсатора 15, первому выводу вторичной обмотки трансформатора 17, истоку СИТ 1 и одной из клемм питающего напряжения. Другая клемма питающего напряжения подключена к стоку СИТ 1 и первому выводу первичной обмотки трансформатора 17, второй вывод которой подключен к стоку полевого транзистора 16, исток которого подключен к второму выводу резистора 13. Затвор полевого транзистора 16 подключен к второму выводу резистора 14, второй обкладке конденсатора 15 и аноду диода 11. Второй вывод вторичной обмотки трансформатор 17 подключен к катоду диода 12, анод которого подключен к аноду диода 8 и эмиттеру транзистора 4, база которого подключена к второму выводу резистора 5 Коллектор

сл С

о ю о

SO

транзистора 4 подключен к катоду диода 10, анод которого подключен к затвору СИТ 1 и катоду диода 9, анод которого подключен к коллектору транзистора 3, база которого подключена к второму выводу резистора б, а эмиттер подсоединен к катоду диода 7.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении положительного импульса на первичную обмотку трансформатора 2 на первом выводе вторичной обмотки появляется положительное, а на втором выводе - отрицательное напряжение. Через диоды 7 и 9, а также транзистор 3 это положительное напряжение поступает на затвор СИТ 1, чем и обеспечивается его форсированно открытое состояние. Резистор 6 обеспечивает необходимый режим работы транзистора 3, оба р-п-перехода которого в этом случае оказываются смещенными в прямом направлении. При этом транзистор 4 закрыт, так что положительное напряжение затвора СИТ 1 (через диод 10), воздействуя на коллекторный переход транзистора 4, лишь смещает его в обратном направлении.

При поступлении отрицательного импульса на первичную обмотку трансформатора 2, сигнал (через диоды 8 и 10 и транзистор 4) проходит на затвор СИТ 1, запирая его. Резистор 5 обеспечивает необходимый режим работы транзистора 4, оба p-n-перехода которого в этом случае оказываются смещенными в прямом направлении. Транзистор же 3 при этом закрыт. Особо отметим, что отрицательное напряжение на затворе СИТ 1 заряжает его емкость затвор- исток. В результате и по окончании действия отрицательного импульса управления СИТ 1 все еще находится в закрытом состоянии (до прихода следующего положительного импульса).

Основная особенность устройства состоит в обеспечении запирания СИТ 1 в случае, когда к клеммам (между стоком и истоком СИТ 1) приложено напряжение, а на вход устройства (первичную обмотку трансформатора 2) еще не поступают сигналы управления. Такие условия часто наблюдаются в начальный период времени при включении всей системы, в которую может входить предлагаемое устройство, например ВИЭЛ.

В устройстве появление питающего напряжения между стоком и истоком СИТ 1 вызывает протекание тока в первичной обмотке трансформатора 17 (через полевой транзистор 16 и резистор 13). Резистор 13 образует отрицательную обратную связь по

току в полевом транзисторе 16, обеспечивая его надежную работу. В результате отрицательное напряжение, появившееся при этом на вторичной обмотке трансформатора 17, через диоды 10 и 12 и транзистор 4 поступит на затвор СИТ 1. Это отрицательное (аварийное) напряжение закрывает СИТ 1, заряжает его емкость затвор-исток, в результате чего закрытое состояние СИТ

1 поддерживается в течение необходимого времени (определяемого элементами схемы).

Таким образом устранена причина, вызывающая относительно длительное (неуправляемое) протекание большого тока в СИТ 1, чем мог определиться его перегрев и выход из строя. В результате повышается надежность работы СИТ 1 в качестве силового преобразовательного элемента.

При поступлении же управляющих сигналов на первичную обмотку трансформатора 2 отрицательные импульсы (через диод 11) воздействуют на затвор полевого транзистора 16, запирая его. В результате отключается цепь аварийного запирания СИТ 1, и работа описанного устройства практически не отличается от работы прототипа. Конденсатор 15 и резистор 14 определяют паузу, после истечения которой

становится возможным новое включение цепи, обеспечивающей аварийное запирание СИТ 1.

Формула изобретения

Устройство для управления транзистором со статической индукцией, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения к источнику управляющих импульсов, первый вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, вторые выводы которых соединены с базами биполярных транзисторов прямой и обратной

проводимости соответственно, второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с анодом первого и катодом второго диодов соответственно, катод первого и анод второго диодов соединены с

эмиттерами биполярных транзисторов прямой и обратной проводимости соответственно, коллекторы которых через включенные в проводящем направлении третий и четвертый диоды соответственно предназначены

для подключения к затвору транзистора со статической индукцией, для подключения к истоку которого предназначен первый вывод вторичной обмотки трансформатора, отличающееся тем. что, с целью повышения надежности его работы, введены дополнительный трансформатор, полевой транзистор с p-n-переходом, пятый и шестой диоды, третий и четвертый резисторы и конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора и первыми выводами третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых соединены с истоком и затвором полевого транзистора соответственно, сток которого соединен с началом первичной обмотки дополнительного трансформатора, конец которой пред

назначен для подключения к стоку транзистора со статической индукцией, конец вторичной обмотки дополнительного трансформатора соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора и анодом пятого диода, катод которого соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с анодом шестого диода, катод которого соединен с началом вторичной обмотки дополнительного трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокочастотных преобразователей напряжения Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Цель достигается введением трансформатора 17, импульсы с вторичной обмотки которого при включении сетевого напряжения поступают через диоды 10 и 12 на затвор транзистора 1 и способствуют его запиранию. 1 ил.