Устройство для управления силовым транзистором Советский патент 1977 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано нри построении импульсных стабилнзаторов, регуляторов, транзисторных реле п других силовых устройств ири повышенных требованиях к данных устройств.

Известны устройства управления силовым транзистором на составных транзисторах, нозволяющие осунлествить согласование низкоомной входной цени силового транзистора с высокоомными ценями унравления.

Недостатками иодобных устройств управления являются низкий КИД, а также плохая форма импульсов управления. Иоследппй недостаток приводит к увеличению времени запираиия и потерь мощности на переключение силового транзистора.

Указаииые недостатки в значительной мере уменьшаются в известных устройствах, где формируются два симметричных нрямоугольных напряжения с регулируемым фазовым сдвигом, которые затем трансформируются до требуемого уровня и с помош,ью выпрямителей преобразуются в несимметричное двухполярное напряжение, уиравляюш,ее силовым транзистором.

Из известных устройств управления силовым транзистором наиболее близким к изобретению по техпической суш,пости является устройство, содержащее два трансформатора,

первичные обмотки которых подключены к двум псточппкам сдвпнутых по фазе на регулнрземый угол прямоугольных напряжений, а вторпчпые обмотки трансформаторов подключены к двум двухиолупериодным выпрямителям на иолупроводниковых диодах, причем выходы выпрямителей соединены между собой встречно п подключены к нагрузке. Однако при необходнмостн получить на выходе устройства унравления импульсы управления силовым транзистором с амплитудой, превышающей величииу ирямого падения напряжения на нолупроводниковых диодах, К.ИД устройства уиравления резко падает. Указанный недостаток связан со встречным включением выпрямителей в рассматриваемом устройстве.

Целью изобретения является повышение КПД устройства иутем улучшения формы имнульсов управлення.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два транзистора, базаэмнттерные переходы которых шунтируют вторичные обмотки одного из трансформаторов со средней точкой, подключенные к первой выходной клемме }стройства, а ко второй выходной клемме устройства подсоединен средннй вывод вторичных обмоток другого трансформатора, включенных в коллекторные цепи указанных транзисторов.

На чертеже приведена ехема данного устройства.

Устройство управления силовым транзистором содержит два трансформатора Гр1 п Тр2, первнчпые обмоткн которых нодключсны к двуЛ1 HCT04HiiKaM сдвинутых но фазе на регулируемый угол нрямоу1ольиых нанря/хеиий, а также два транзистора i i и 12. 1 нервен выходной клемме .устройства нодключены эмиттеры траизиеторов il и 12, а также средняя точка вторичных обмоток №i траисформа ора Гр2, через резисторы и R иодключенпых к базам указаииых транзисторов. второй выходной клемме устройства подключена средняя точка вторнчиых об.моток трапсфордиггора Tpi, нодключениых к коллекторам транзисторов Т1 н 12.

Иредноложнм, что началам вюричных обмоток ii1 трансфорЛ1и1Ора ipi (обозначенным иа чертеже точкой) соогвегетвуег отрнцагельиая нолярпость пааряжеиия.

В то.м случае, KOIVW доляриоств иаиря/кеная иа началах вторичных оомоток lt/2 трансФорматора 1р2 также отрицателвиая, транзистор И открыт, а транзистор 12 заперт. Режим запирания обееиечнвается ввюором величины напряжения иа об; 1отках iv2, которое должио оы1ъ ие меиее удвоенной ве.анчнны ианряжеиия на оомотках Wi.

Через открыгыи транзистор Г1 к вв1ходным клеммам уетроиства ирикладвшаетея отннраюгцее силовой траизистор нанряжеине, сннмаемое со вторичной оолютки ivi.

При измеиеппи ноляриоети напряження иа вторнчиых облютках wz траизистор 11 заиирается, а раиее запертый транзистор Г2 огннрается и переходит в ииверсиый режи.м работвг (активный или режим насыщения). Через открытв1н транз;;етор i2 к выходу устройства прикладывается запирающее силовой транзистор иаиряжеиие. Поскольку при занираннн силового транзистора значительный ток через выходные клеммы устройства нротекает только во время рассасывання снлового транзистора, работа транзистора в ипверспом режиме не снижает заметио КИД устройства.

После изменения иоляриости иаиряжеиия на вторпчиых обмотках Ifi трансформатора Тр1 ироцессы новторяются, с той разницей, что функции транзистора il выно:1ияет транзистор Т2, н наоборот.

Таким образом, ирн измененни фазы двух исходных нрямоугольных снмметричных нанряженнй на выходе устройства получается двухиолярное несимметричное напряжение,

кос;ффиднеит Заполиеиня которого (7 --г где ii - длительность иоложительного имн}Л1;Са ианряжения на нагрузке; Т - нериод следования импульсов) .может изменяться от

и до 1 в соответствнн с изменениями фазы.

лучщеине фирмы нл1нульсов управления заключается в возлюжности нолучить максима.чьную велнчнну выходного нанряжеиия, зпачнгельно (нрнмерно в 2-2,5 раза) высщ}ю, чем вьикодное напряжение известного с1роиства, так как в даииом устройстве маке;.мальиое выходное напряжение ограннчивается ноловннои допустимого нанряжеиия перехода j.viHiTep--oa3a граизисторов il н 12.

11овыщенне ооусловлено тем, что падение нанряження на открытом транзисторе да1н-юго уе1ронетва значнтельно меньше, чем иа иолунроводииковол дноде. Б даиио.м устройстве отсутствуют нотери мощности, характериые для известного устройства и обуслов.теииые встречным включением вынрямителей. При соответствующем иодключенин выходных Kjie- i- i устроиетва к еиловому транзистору инверсный режим работы транзисторов устройсгва длится только во врели рассасывания силового транзистора н не оказывает существенного влияння на КПД устронства.

Фор м у л а и 3 о б р е т е н и я

Устройство для уиравлепия силовы.м транзистором, содержащее два транеформатора со средней точкой, иервичные об.моткн которых нодключеиы к двум нсточникам, сдвину;ых ио иа регу,.1пруемый угол прямоjT-ольных на11ряжепии, и выходиые клеммы, отличающееся тем, что, с целью повышення Кпд устройства путем улучшения формы илитульсов унравлення, оно снабжено двумя транзнсторамн, база-эмнттерные переходы которых шунтируют вторичиые обмотки одного из траиеформагоров со средней точкой, подключенные к нервой выходной клемме устройства, а ко второй выходной клемме устройства иодк.почен средний вывод вторичных обмоток другого траиеформатора, включенных в коллекториые цеин указанных транзисторов.