Транзисторный регенеративный ключ с токовой обратной связью Советский патент 1975 года по МПК H03K17/82 

1

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано при широтно-импульсиом регулировании напряжения постоянного тока.

Известен транзисторный регенеративный ключ с токовой обратной связью, содержащий трапзпстор, в его коллекторную цепь включена первичная обмотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого включена между базой и эмиттером транзистора, цепь размагничивання сердечнпка трансформатора тока, цень поддержапия транзистора в запертом состоянии, имнульсное устройство управления и устройство защиты ключа от перегрузкн по току, содержащее вентильный элемент с пороговой характеристикой.

Однако известный транзисторный ключ пе защищен от перегрузок по току- Так как величина базового тока жестко связана с коллекторным током через коэффнциент трансформации трансформатора тока, то при налпчин условий для увеличения тока в цени до опасных для ключа величин происходит лавипообразпое иарастание тока через ключ.

С целью унрощения конструкции ключа н повышения надежности его работы вентильный элемент одним электродом подсоединен к выводу донолнительной обмотки трансформатора, другой вывод которой соединен с общей щиной источника питания, и выводом

2

вторнчпой обмотки, другой вывод которой соединен с анодом туннельного диода, катод которого соединен с базой транзистора и вторым электродом вентильного элемента.

На чертеже представлена иринцнннальная схема нредлагаемого транзисторного ключа с токовой обратной связью.

Предлагаемый ключ содержит транзистор 1, коллектор которого соединен с первпчной

обмоткой 2 (WK ) трансформатора 3 токаОбмотка 4 (ll/i,.,j.c ) положительной обратной связи одиим выводом подключепа к эмиттеру, а другим через туннельный диод 5 - к базе траизистора 1. С трансформатора 3

тока связана цень 6 размагничивания его сердечника. Цепь 7 поддержаиия траизистора 1 в запертом состоянии и импульсное устройство 8 управлеппя подключены к. базе транзистора 1. Донолнительпая об.мотка 9

(Wo.o.f ) отрицательной обратпой связи ирпсоедннена одним выводом к эмиттеру, а другим через вентильный элемент 10 - к базе транзистора 1. При необходимости эмиттерный переход защищают диодами (на чертеже

изображено нунктпром).

При иодаче отпирающего импульса в ключе развивается регеиератнвный процесс отнираиня ключа и иарастания коллекториого и базового токов, который заканчивается нри

достижении тока, онределяемого нагрузочной

цепью и устройством управления ключа. Напряжения на всех обмотках трансформатора тока задаются базовой цепью транзистора 1, причем напряжение на обмотке 4 положительной обратной связи равно соответственно

l.-W.R

.O.Ctv; Г - Эб

.o.e

а напряжение на обмотке

9 отрицательной обратной связи равно

Wo.o.c

fl г/ о.о.с t- II.о.сivy IV п.о.с

в случае, когда коллекторный ток меньше некоторой пороговой величины /макс , папряжение на обмотке 9 (Wo.o.c) меньше порогового напряжения L/o вентильного элемента 10, и ток в этой цепи отсутствует.

Рассмотрим частный случай вынолнения схемы с применением вентильного элемента 10, динамическое сопротивление которого близко к нулю.

В этом случае возможно форсированное занирание транзистора 1 ключа инверсным базовым током. После достижения током обмотки 4 (Wn.o.c ) величины пика /„„к- , туннельного диода, пронсходнт скачкообразное повышенне напряжений на всех обмотках, отпирание вентильного элемента 10 и фиксация напряжений обмоток на постоя1 ном уровне, задаваемом вентильным элементом 10.

Выбором витков обмоток н порогового напряжения t/o элемента 10 мож-но обеспечить анряжение на туннельном диоде 5, соответствуюш,ее минимальному току /„„и, , характеристики. Увеличение тока обмотки 9 нроисходит из-за роста коллекторного тока н уменьшения тока обмотки 4 („.о.с) с величины

№к

f /

11нк- - г( макс

li п.о.с Ток обмотки 9 (W o.o.t)

ДО величины /м,„,,,, . также может быть усилен

соответств юн|,им

выборо.м витков обмоток, Б результате чего обеспечивается ипверсный базовый ток значительной величины.

Иснользование туннельного диода в базовой цени транзистора 1 позволяет обеспечить не только форсированное запирание транзистора, но н большую 1-очность тока выключения, так как; нороговая величина задается в виде тока

nilKj.n.

Устраняя влияние цепи защиты ключа на характер регенеративного процесса, целесообразно зашунтировать туннельный диод 5 конденсатором 11. Величина емкости выбирается достаточно малой, так как подключение кондексатора 11 исключает влияние цени зашиты только на процесс регенерации, не иренятствуя работе печи зашиты в остальную часть периода.

Предмет н з о б р е г е н и я

Транзисторный регенеративиый ключ с токовой обратной связью, содержащий транзистор, в его коллекторную цепь вклЕочена первичная обмотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого включена между базой н эмиттером транзистора, цень размагничивания сердечника трансформатора тока, цепь поддержания транзистора в занертом состояНИН, нмпульсное устройство управления и устройство защиты ключа от перегрузки по IOKy, содержащее вентильный элемент, с пороговой характеристикой, отличающееся тем, что, с целью упрощения ключа н ноБ1)1шения надежности его работы, вентильный элемент одним электродом иодсоединен к выводу дополнительной обмотки трансформатора, другой вывод которой соединен с общей щнной источника питапия, и выводам вторичной обмотки, другой вывод которой соединен с анодом туннельного диода, катод которого соединен с базой транзистора н вторым электродом вентильного элемента.

L