Транзисторный ключ Советский патент 1980 года по МПК H03K17/60 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

Изобретение оатсосится к области преобразовательной техники и может быть использовано в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения. Известен транзисторный ключ, содержащий согласующий трансформатор, выходная обмотка которого через базовый диод подключена к управляющему переходу транзистора, а также диод нелинейной обратной свази, включенный между коллектором транзистора и дополнительным источн ком смещения l . Известен также транзисторный ключ, содержащий согласующий трансформатор, выходная обмотка которого через ограничивающий резистор и базовый диод под ключена к управляющему переходу транзиоч тора, а также диод нелинейно-обратной свази, включенный между коллектором тран зистора и одним пз выводов базового даоДа С2. Известные транзисторные ключи обладают неы: 1Сокнм КПД и узкими функциональными возможностями. Цель изобретения - повышение КПД и расширение фушшиональных возможностей. Цель достигается тем, что в транзисторхный ключ, содержащий согласующий трансформатор, выходная обмотка которого .ч&рез ограничивающий резистор и базовый диод подключена к управляющему переходу транзистора, а также диод нелинейной обратной связи, включенный между коллектором транзистора и одним из выводов базового 1аиода, введены переменный резистор и управляемый дроссель насыщения, первичная обмотка которого включена последовательно с диодом нелинейной обратной связи, а вторичная обмотка подсоединена к выходной обмотке согласующетч трансформатора через переменный резистор. На фиг. 1 приведена принципиальная« электрическая схема транзисторного .

Ключ содержит соглас; ющий -трансформа 1, ограничивающий б,азовый резистор 2, диод 3 нелинейной обратной связи, 6а« зовый даод 4, транзистор 5, резистор 6 нагрузки, дроссель 7 насьпцения, перемен- ый резистор 8«

На фиг, 2 а б, в приведец-а временшя жаграмма работь TpaHsifCTopJoro ,

Трапзисгоргагй ключ работает cneoyio ЩЕМ образом.

Предположим, что до ь ок1ента времени to Сфкг. 2) сердечник дросселя насыщения за счет действия обмотки по№лвгк№ткак1Ш

,Ц Б COCTOSSHHH О1рИиаТ8Л,ЬНОГО

насър.цония I-rig), Тдс- Bg HHajTfKira на сьггненкя материала сердечкнкао В момент -I,-. на вторнчной обмотке согласх, трансформатора 1 появляется управляющее рзагфяжение tjj,c полярностью, указанной на ф5П, 1. без скобок. Трйшзистор 5 на инает отЭл-Яраться и через время -i. ф , вели-.иша . которого онределяотся юстот1П)ЬН1 свойст- вами транзз стора, переходят в состогтле насыщения. С момента t начинается переыагнйчивание сердечника дросселя пасы™ иееяжг из сосгояння -Bq в состояние

-%

На йнгераале перемагничшзанйя -1

{фиг, 2,6) индуктивное сопротивлеи-че об- мотан Щ дросселя futs всех гармоник БХОЙРкого ТОНИ 1 :/аоча Jo., велико, н в цепи ди-

I-,

ода 3 .кает ток намагничиваниг; серде гинка, имеющий весьма малую Еег;гачину. При этом цепь нелинейной отрш.штельной обратной по току оказьи ается разом К51,утой, ток бйзь; транзислчгра 5 равен аходаому гоку {фнг, 2гб), и транзистор 5 поддерживае-хСЗ в рйэлшме насьпаенкгГ, Нз пряже ;ше между эмнт1Х;ром и коллектором трвпзистора S равно и .(фкг, 2, в).

Параметры дросселя 7 насыщения нь5 браны так, что время его перемагничива- кшт () состоягом . в состояние -J-Bg несколько меньше длителыюс ш от пираюшего $гмпульса (фиг. 2,6), В момент времени -t сердеч1иж дросселя 7 пасьгща ется, индуктнаное .сопротивление обмоткя резко падает, шюд иелшюйной обратной связи 3 отпирается и начинает дей стБовать цепь иелкнейной с/грииателъной о жатной связи по току. В результате дей™ стБИЯ отринателькой обратной СБЯЗИ ток базы транзистора 5 хмень.шаэтся до вели чш1м Jr С фиг. 2,6), а рабочая .. транзистора оказывается в активной облйстн на Гранине насыщешш. При этом налряжение между эмиттером и коплек1х

ром транзистора 5 возрастает до велишш:,г Uj, . (фнг. 2,.Б).

в нятерзале времани , благодаp5J дейстнгяо СЕТрияательяой обратной по току ве шчйна тока базы транзист1 ра S .автоматически- гтоддержиБается такой, чт-о тршйзисгор нйходйяся ка границе ак- тивяой област : к области пасьпдения. При этом разность - ш одного 1, и базового Jg токов протекает в п.еаи дкорз 3 не линейкой обратной связи Io-j -f&jf

В -таком реж1-1Мв схема находитьСи до момента ins,.когда гш базе траизнотора 5 по.вля&1ск запщ}аютев г шфяжение с ггояярностыо, казашшй на фкг, 1 а скобKfK. Так K8Jf. Б результате действия об ратгюй свйзи транзистор 5 к мо-ленту вр& мени Ьр находкяся иа гракице гаоыгдеция. то при появлении запирающего сигнала уменьшение коллекторного тока начнется ; Б тот же момент врет.геяи. Вследствие это го выключения транзистора 5 уменьшается по сраЕшению с насыщенным работы, в котором моменту начала снижения коллекторного тока предшествует интер1за.л рассасы&ания неосновных ifocHT© лей в базе.

После зо-пщштш транзистора S сердеч ник дроссе ьч 7 насьшшния: с помощью об-мотЕН пормагнггчкваиия Wn перемагш5чива«ется из состоя КИЯ iB в состоя кие -Bq J подготаБги;.Бая сердечник к. следующего отнйрающего импульса. ПереMeKHbifi резистор 8 служит для регулирова кип величины тока подмагшгчивания, а, следозателько, врег-деки касчзпцепкга сердечника.

Наличие дросселя насыщенна в цепи не линейной отркяательной обратной связи по току npKBOji.HT к тому, что в течение боль 1гей части ив;тервала откры1Ч)1.х состояшга транзистора он яоддерлшвается в режиме глубокого насыкшния, и только перед поступлением залирающего импульса (интервал ,y ) с помощью отр1ща1ельной обратной связи переж.1ддтся а граничный к насыщенному режиму, Поэто}лу потери .. моишости на открытом ключе значительно меньше, чем в прототипе, вследствие че- г-о КЛД ключ.а повышает-ся,

Е5ремя выключения транзистора, в предлагаемой схеме, как и в схеме прототипа меньше,, чем в схемам: пасьпценных ключей. Последнее обсто.ят-елхзство особе шо в случае ггримененкя таких ключей в MOCIX вых схемах инверторов напряжеюш, в которь) наличие у транзистора значич-ельного J времени рассасывания приводит Е появленшо сквозных токов снижающих КПД и надежность инвертора.

Формула изобретения j

Транзисторный ключ, содержащий согласующий трансфсфматор, выхош ая обмот ка которого через ограничивающий резиотор и базовый диод подключена к управляю о щему переходу транзистора, а также диод; нелинейной обратной связи, включенный между коллектором транзистора и одним из выводов базового диода, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыше- 5 ния КПД и расширения функциональных

возможностей, в него введены переменный резистор и управляемый дроссель насьпц&ния, первичная обмотка которого включена последовательно с диодом нелинейной об ратной связи, а вторичная обмотка подсоединена к выходной обмотке согласующего трансформатора через переменный резистор

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

О

Фиг.1