ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ с ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ Советский патент 1971 года по МПК H03K17/64 

Изобретение относится к области транзисторных переключающих устройств и может быть использовано в ключевых стабилизаторах напряжения, сервоусилителях и др.

Известны транзисторные ключи с индуктивной нагрузкой, зашунтированной диодом.

Однако в известных устройствах возникают излишние потери мощности, рассеиваемой во время перехода ключа из закрытого состояния в открытое.

С целью уменьшения потерь в ключе при переходе его из закрытого состояния в открытое в предлагаемом устройстве последовательно с диодом ключа включена первичная обмотка трансформатора, а. вторичная его обмотка через диод подключена к источнику постоянного напряжения. Кроме того, параллельно нагрузке включена цепь, состоящая из конденсатора и диода, шунтированного резистором.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства с диаграммами напряжений и токов, поясняющими его работу.

В коллекторную цепь транзистора ПП включена нагрузка 1„, Rn, зашунтированная цепью, состоящей из диода Д1 и обмотки W трансформатора Тр. Вторичная обмотка W-z трансформатора через диод Д2 подключена к источнику питания Е. На диаграмме показано, что до -момента /i на базе транзистора (7эб напряжение положительное, и ключ выключен. В момент 1 напряжение бэо становится отрицательным, и ток через триод начинает возрастать. Если значение индуктивности обмотки Wi выбирается таким, что скорость изменения тока в ней от напряжения Е меньше скорости нарастания тока транзистора ири его отпирании, то напряжение на транзисторе t/эк падает до нуля в момент ti, что показано на диаграмме сплошной линией.

В известном ключе, в котором диод Д1 подключен к нагрузке непосредственна, напряженпе на транзисторе становится равным нулю лишь в момент 2, когда закрывается диод Д1, при этом из-за конечного времени

восстановления обратного сопротивления диода через транзистор протекает ток, превышающий ток нагрузки. Соответствующие диаграммы /эк и бэк показаны пунктиром.

Поскольку нарастание тока через транзистор в предлагаемом устройстве происходит при минимальном напряжении t/эк, а в известных- при полном напряжении источника питания Е, то потери мощности во время отпирания транзистора в предлагаемом ключе становятся пренебрежительно малыми по сравнению с соответствующими потерями в известных ключах. Обмотка w-2 и диод Д2 включаются так, что во время отпирания транзистора диод Д2 заперт, и в обмотке 2

полезной при включении транзистора, позволяя ограничить величину напряжения на коллекторе и повышая общий к. п. д. схемы за счет возвращения источнику напряжения энергии, накопленной индуктивностью обмотки даг.

Предмет изобретения

1. Транзисторный ключ с индуктивной нагрузкой, зашунтированной диодом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь, при коммутации ключа последовательно с диодом включена первичная обмотка трансформатора, а вторичная его обмотка через диод подключена к источнику постоянного напряжения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что параллельно нагрузке включена цепь, состоящая из конденсатора и диода, щунтированного резистором.

/%

;fz