Устройство для управления переключающим МДП-транзистором Советский патент 1992 года по МПК H02M1/08 

. Изобретение относится к электротехну ке и может быть использовано построе л л импульсных стабилизаторов, модуляторов и других силовых устройств.

Известно устройство для упр1авлен11я переключающим транзистором, ,содержёщее генератор импульсов и параллель |ую НС-цепь.

Известно также устройство управления МПД-транзистором, включающее генератор импульсов, параллельно которому включена последовательная цепь из стабилитрона и резистора. Указанное устройство позволяет согласовать высокий уровень напряжения импульсного источника с малим уровнем напряжения на затворе переключающего транзистора.

Недостатком известных устройств явля, ется отсутствие возможности прддержанй я

управляющего напряжения на управляющих электродах, когда генератор не вырабатывает импульсы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления переключающим полевым транзистором со статической индукцией, содержащее генератор импульсов, подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подключена параллельно управляющему переходутранзистора через стабилитрон и параллельную RC-цепь. Устройство также содержит дополнительную обмотку трансФорматора, подключенную к дополнительному источнику импульсов.

Недостатком данного устройства, является необходимость поддержания переключающе о транзистора в открытом состоянии за счет генератора импульсов, вследствие чего с увеличением длительности открытого состояния растут масса и.габариты трансформатора. Наличие дополнительного источника импульсов и дополнительной обмотки трансформатора ухудшают массогабаритные показатели.

Цель изобретения - упрощение схемы при одновременном снижении массы и габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство yпpaвлeнV1я переключающим МДП-тран5истороМ, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого под-ключена к генератору импульсов, а вторичная обмотка через стабилитрон подключена параллельно управляющему переходу транзистора, введен дополнительный стабилитрон, включенный последовательно-встречно с вышеупомянутым стабилитроном, причем напряжение стабилитрона ист.д дополнительно введенного стабилитрона выбирается из условия .A. из.и.

где иэ.и. - амплитудэ импульсов, поступающих с вторичной обмотки трансформаторана запирание переключающего транзистора:

Ui минимальное напряжение, которое необходимо создать Hia управляющем переходе, чтобы поддержать транзистор в откры VOM состоянии.

Упрощение схемы и снижение массы и габаритов достигаются в результате применения одного генератора импульсов и одной вторичной обмотки трансформатора (исключая применение дополнительного импульсного источника и дополнительной обмотки). В предлагаемом устройстве длительность открытого состояния переключающего транзистора не влияет на габариты и массу трансформатора, поэтому масса и габариты трансформатора существенно ниже, чем в устройствах с большой длительностью открытого состояния перекл|рчающего транзистора.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства управления переключающим МДП-транзистором; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1, вырабатывающий пакет кратковременных импульсов положительной и отрицательной полярностей, импульсный трансформатор 2 с первичной 3 и вторичной 4 обмотками, стабилитрон 5, обеспечивающий отпирание транзистора, и стабилитрон 6, обеспечиваюидий запирание транзистора.

На фиг.1 обозначены: 7 - управляемый полевой МДП-транзистор: 8 - емкость управляющего перехода латвор - исток (Сзи): 9 и 10-выводы вторичной обмотки 4.

На фиг.2 обозначены Uo6.o. - диаграмма напряжения вторичной обмотки 4 импульсного трансформатора 2 при отпирании Транзистора: из.и.о диаграмма напряжения затвор - исток при отпирании транзистора: Uo6.3. диаграмма напряжения вторй ной

обмотки 4 импульсного трансформатора 2 при запирании транзистора: Ози.з - диаграмма напряжения затвор исток при запирании транзистора.

Устройство работает следующим образом.

При отпирании транзистора с вторичной обмотки 4 импульсного трансформатора 2 импульс положительной полярности поступает на затвор транзистора 2 импульс

положительной полярнрсти поступает на затвор транзистора 7 и заряжает емкость перекода затвор - исток по цепи: вывод 9 вторичной обмотки 4 импульсного трансформатора 2: отпирающий стабилитрон 5,

запирающий стабилитрон б, емкость 9 управляющего перехода: вывод 10 вторичной обмотки.

По окончании зарядного импульса начинается разряд емкости ,8 по двум цепям:

сопротивление затвор - исток транзистора 7 (порядка 1 10 Ом); а также стабилитрон б запирания. Стабилитрон 5 отпирания: вторичная обмотка 4 импульсного трансформатора 2. Сопротивление зтой цепи также

велико, так как через стабилитрон 5 отпирания протекают Только токи утечки, что составляет 10-100 10 А. Так как постоянная времени разряда емкости 8 еелика, транзистор поддерживается в открытом

состоянии до 10 - 15 с. С приходом следующегоположительного импульса процесс повторяется. При запирании транзистора 7с вторичной обмотки 4 трансформатора 2 отрицательный импульс поступает на перер

ключающий переход транзистора 7, заряд емкости 8 осуществляется по цепи: вывод 10 вторичной обмотки 4 импульсного трансформатора 2; емкость 8: запирающий стабилитрон 6: отпирающий стабилитрон 5:

вывод 9 вторичной обмотки 4 импульсного трансформатора 2.

По окончании отрицательного импульса разрйд емкости 8 осуществляется по Двум цепям: сопротивление участка затвор - исток транзистора, а также вторичная, обмотка трансформатора: отпирающий стабилитрон 5: запирающий стабилитрон 6. Так как сопротивление разрядных цепейвелико, транзистор 7 находится в закрытом состоянии

длительное время (10 - 15 с).

Запирание и отп1/{рание полевых МДПтранзисторов на длительное время известными схемами управления практически неосуществимо.

Предлагаемое устройство - автономное, устройство с регламентированными маъсогабаритными показателями, в котором диапазон как открытого, так и закрытого состояния может изменять в широких пределах./

Формул а и 3 о6ретения Устройство для управления переключающим МДП-транзистором, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого п0дключена к генератору импульсов, а

вторичная первым выводом соединена с анодом первого стабилитрона, второй вывод которой предназначен для подключения к источнику переключающего МДП-транзистора. отличающе.еся тем, что, с целью упрощения схемы при одновременном снижении массы и габаритов, введен дополнительный стабилитрбн, катод которого подключен к катоду первого стабилитроне, а

0 анод предназначен для подключения к затвору переключающего МДП-транзистора,

Изобретение относится к электротехнике, и позволяет расширить возможности ра- бо,7ы схемы в различных режимах, упростить схему и снизить массу и габариты устройства. Устройство содержит генератор импульсов, импульсный трансформатор, два стабилитрона, полевой МДП-транзи- стор. Новизна заключается в способности удерживать транзистор в открьп^ом состоянии,- используя заряд, накопленный в его входной емкости. 2 ил. .

Щиг.1

ггтт