Устройство для управления силовым транзисторным ключом Советский патент 1979 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение отноеится к электротехнике и может быть использовано, например, в етатических преобразователях.

Извеетны устройства для управления силовым транзисторным ключом, содержащие управляющие транзисторы, связанные с генераторами управляющих сигналов и всномогательные источники для их питания 1.

Недостатко.м известных устройств является наличие гальванической связи между генератором управляющих сигналов и снловым транзисторным ключом, а также большие нотери в цеиях всномогательного источника питания.

Известно устройство для управления силовым транзисторным ключом, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого соединена с эмиттером силового транзистора, вторичная обмотка подключена к эмиттер-базовому переходу силового транзистора, а третья обмотка подключена к автономному источнику иитания через дополнительный транзистор, связанный с источником унравляющих импульсов 2.

Устройство обеспечивает гальваническую развязку между источником управляющих импульсов и силовым транзистором, однако его недостатком являются большие потери в цепи автономного источника питания.

Целью изобретения является уменьи1ение мощности, потреб.тяемой от автономного источника питания. Эта цель достигается тем, что устройство для уиравления силовым транзисторным ключом снабжено двумя диодами, а третья обмотка трансформатора выполнена с отводом, причем один из диодов включен в проводяи1ем напрапленни в цеиь коллектора доиолннте.тьпого транзистора, а др roii днод включен в обратном направлении лежду отводом третьей обмоткн т)ансформатора и точкой соединения автономного источника Н1ггаи1я и дополнительного транзистора.

На чертеже представлена принципиальная схема уетройетва.

Устройство содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого 2 еоединена с эмиттером силового транзистора 3, вторичная обмотка 4 трансформатора подключена к эмиттер-базовому переходу транзистора 3, а третья обмотка 5 соединена с дополнительным транзистором 6, связанным с генератором управляющих импульсов 7. В коллекторную цепь дополнительного транзнстора включен днод 8, второй диод 9 включен между отводом третьей обмоткн 5 н эмиттером допо.лнительного транзисчора, соединенного с автономным источником питания.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора импульсов 7 открывает дополнительный транзистор бив цепи третичной обмотки трансформатора начинает протекать ток от автономного источника питания. После запирания дополнительного транзистора ток намагничивания трансформатора, пересчитанный в его вторичную обмотку замыкается через эмиттер-базовый переход СИЛ01ЮГО транзистора 3, что приводит к блокпиг-процессу в силовом ключе, благодаря чему силово; транзистор переход1гг в насьпценное состояние.

Падение напряжеппя па эмиттер-базовом переходе приводит к изменению индукиии сердечника трансформатора в наиравлонии, обратном действию дополнительного транзистора. Ток намагничивания трансформатора уменьшается до нуля и, изменив знак, нарастает. При следующем открывании дополнительного транзистора 6 блокинг-процесс прекращается и изменивший панравление ток намагничивания через диод 9 замыкается на автономный источник питания и запасеиная в трансформаторе энергия исреводитея в этот иеточник, причем диод 8 оказывается занертым, а транзистор 6 защищен от обратного напряжения. Ток намагничивания трансформатора уменьшается, изменяет свой знак и при включенном транзисторе 6 вновь возрастает, и носле занирания дополпительного транзистора 6 вновь возникает блокингпроцесс в силовом ключе и цикл повторяется.

Таким образом, при работе устройства от автопомного источника нотребляется энергия для иеремагничивания сердечника трансформатора и запасания в нем энергии, вызывающей блокииг-процеес. Однако при выключении еилового транзистора запасеиная неред этим энергия магнитного ноля трансформатора иереводится в автономный источник, чем частично или да}кс полностью компепсируетея потребляемая от него энергия.

Коэффициент транеформации трансформатора и соотношение витков третичной обмотки, задаваемое отводом, определяет частоту и скважность работы ключа, а также долю энергии, возвращаемую в автономный источник питапия. Последняя поступает в конечном счете от основного источиика питания, в цепи которого включен транзисторный ключ. При онределенных

режимах работы ключа с -ммар;1ая энергия, потребляемая от автономного петочинка пп1аппя обраи 1,ается в «нуль и он может быть заменен, напрпмер, накопительпым ко 1депсатором.

Ф о р м у ;i а и 3 о о р е т е и и я

Устройство для управления снловы.м транзисторны.м ключом, содержан1,се трансформатор, псрвпчная обмотка которого соединена с э.миттером силового транзистора, вторичная обмотка подклЕОчена к эмиттербазовому переходу еилового транзистора, а третья обмотка нодключена к автономному источнику питапия через донолпительный транзистор, связанный с генератором управляющих сигналов, отличаюП1, е е е я тем, что, с целью уменьшения мощноети, потребляемой от автономного источника пнтання, оно снабжено двумя

диодами, и третья обмотка трансфор.матора выиолнена с отводом, нричем один из диодов включен в проводящем паправленпп в цепь коллектора дополнительного транзнстора, а другой диод включен в обратном

направлении между отводом третичной обмотки трансформатора и точкой соединения автономного иеточиика питания и дополнительного трапзиетора.

Источники ииформации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Головацкий В. А. Транзисторные импульсные уеилители и стабилизаторы псстояпного напряжегшя. М., «Сов. радиол, 1974, с. 144.

2. Полунроводпиковыс приборы в тсхпике электросвязи. Под ред. Фиалковского И. Ф. М., «Связь, 1975, вып. 15, с. 119.