Устройство для управления силовым транзисторным ключом Советский патент 1977 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение касается преобразования, регулирования и стабилизации напряжения и тока и может быть использовано в импульсных стабилизаторах, преобразователях и регуляторах напряжения и тока с широтно-импульсным способом регулирования.

Известен ряд устройств для управления силовыми транзисторными ключами plj. Эти устройства управления силовыми транзисторными ключами содержат один несколько управляющих трансформаторов, махнитные усилители и ряд вспомогательных элементов диодов и резисторов.

Такие устройства характеризуются необходимостью применения магнитных усилителей, снижающих предельную частоту коммутации силовых транзисторов, сложностью устройств, а также тем, что они не обеспечивают надежного запирания силовых транзисторов во время паузы в управляющем напряже

НИИ.

Известно также устройство для управления силовым транзисторным ключом 2j.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее си2

ловой и вспомогательный транзисторы со свими базовыми резисторами, управляющий трансформатор с аыходньв,ш обк{откам выпрямительный и разделительный диоды, запирающий конденсатор, а также резистор, шунтирующий переход эмиттер-база силового транзистора.

Недостаток этого устройства - дополнительной выходной обмотки управляющего трансформатора, а также отсутствие напряжения, запирающего силовой транзистор во время паузы в управляющем напряжении ; что снижает надежность КПД . транзисторного ключа в целом.

11е.ль изобретения - повьш1е ше надежкости и; КПД устройства управления силовым транзисторным ключом путем обеспечения надежного зап1фания силового транзистора при подаче на первичную обмотку ynpEDnioc щего трансформатора прямоугольного капрйжения с паузой на нуле в то время, когда на входе силового транзистора отсутствует отпирающее напряжение.

Это достигается тем, что второй вывод выпрямительного диода и базовый резистор силового транзистора подк/почены к первому выводу обмотки трансформатора, второй вывод разделительного диода подключен )к базе вспомогательного транзисторе а коллектор последнего - ко второму выводу его базового резистора. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Вторичная обмотка управляющего трансформатора 1 череэа .базовый { езистор 2 подсоединена к базе силового транзистора 3 и к эмиттеру вспомогательного транзистора 4 к коллектору которого подключен вывод запирающего конденсатора 5. Этот же конец вторичной обмотки трансформатора 1 через разделительный диод 6 подключен к базе вспомогательного транзистора 4, а через выпрямительнь1Й диод 7 - к его коллектору. Переход база.оллектор транзистора 4 зашунтирован резистором 8. Устройство работает следующим образом При поступлении со вторичной обмотки трансформатора 1 через. резистор 2 запирающего напряжения (пол$фность этого напряжения указана на чертеже в квадратных скобках) силовой транзистор 3 будет заперт а конденсатор 5 зарядится через диод 7 до напряжения, практически равного напряжению на управляющей обмотке с полярностью, указанной на чертеже. Когда управляющее наприкение после исчезновения .запирающего импульса становится равным нулю, от крывается транзистор 4 током, протекающим по цепи: конденсатор 5 (+), обмотка .трансформатора 1, резистор 2, переход эми тер-база транзистора 4, резистор 8, кондея сатор 5 (-), в результате чего конденсатор 5 подключается к переходу эмиттер-база силового транзистора и поддерживает его в закрытом состоянии. В это время происходит частичный разряд конденсатора 5 коллекторным током транзистора 4. По окончании паузы на обмотке трансформатора 1 возникает отпирающее напряжение (по лярность его на чертеже указана в круглых скобках), которое открывает силовой транзистор током, протекающим через резистор 2, падение напряжения на котором приводит к запиранию транзистора 4 и отключению конденсатора 5 от перехода эмиттер-база транзистора 3. В это время продолясается разряд конденсатора 5 тэком, протекающим через обмотку трансформатора 1, диод 6 и резистор 8. По окончании отпирающего импульса происходит запирание силового транзистора 3 аналогично.предыдущей паузе с той лишь разницей, что сразу после окончания отпирающего импульса г;рэисходирсированное .рассасывание избыточного аряяЯ неосновных носителей из области азы транзистора 3, находившегося перед тим в насыщенном состоянии. Несмотря на о, что во время этой паузы напряжение а конденсаторе 5 несколько ниже, чем во ремя предыдущей, это не имеет принципильного значения, так как соответствующий ыбор параметров резисторов 2 и 8 и коненсатора 5 позволяет легко получить неободимую величину запирающего напряжения. В дальнейщем весь цикл работы устройтва повторяется. Следовательно, в предлагаемом устройстве обеспечивается надежное запирание силового транзистора во время пауз управляющего напряжения, что приводит к снижению рассеиваемой силовым транзистором мощности, а значит к повыщению его КПД и надежности. Формула изобретения Устройство для управления силовым транзисторным ключом, содержащее управляющий трансформатор, первый конец вторичной обмотки которого подключен к одному из выводов разделительного диода, а второй - к эмиттеру Лилового транзистора, 1меющего базовый резистор, цепочку, щу: :тирующую переход эмиттер-база силового транзистора и состоящую из вспомогательного транзистора со своим базовым резистором и загафающего конденсатора, выпрямительный диод, один вывод которого подключен к общей точке вспомогательного транзистора и запирающего конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повыщения КПД и надежности, второй зывод выпрямительного диода и базовый резисЛр силового транзистора подключены к первому выводу обмотки трансформатора, второй вывод разделительного диода подключен к базе вспомогательного транзистора, а коллектор последнего - ко второму выводу его базового резистора. Источники информвиш, принятые во внимание при экспертизе: 1. Моин В. С.уЛапшев Н. И. .Стабилизированные транзисторные преобразователи. Энергия, 1072, рис. 9-21, 9-22, 9-23. 2.B.NWiteia-hi Dudeev otr.d Tlobtfi D.pee1 Higfti t Hide-ncv Modutor Supplies Using S- itclnTip- Reg-ueoitop5 Hex.eeit -Ро1с1 й) Toup-noie,DsceTnbef,1475 ., f «.6.

С-а (-J-J (-I-) г {-)

5-CZ