Транзисторный ключ постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к электротехнике, в частности в автоматике и вычислительной тех нике, и может быть использовано, например, в усилителях мощности. Известны токовые ключи, выполненные ив составных транзисторах, используемые в оператинных запоминающих устройствах , 2. Недостаток таких схем - больщое .потребление мощности на управление. Наиболее близким к данному техническому решению является транзисторный ключ постоян ного тока, содержащий силовой и дополнительный транзисторы, включенные по схеме составного транзистора, и управляющий элемент, причем базо-эмиттерный переход дополнительного транзистора защунтирован запирающим диодом 3. Недостаток такой схемы также заключается в большом потреблении моигйости на управление. Цель изобретения - уменьшение потребления мощности на управление. С этой целью в схему введен токовый гранс (форматор, первичная обмотка которого вклю- чена в коллекторную цепь, вторичная-в базоэмиттерную цепь дополнительного транзистора, и развязывающий диод, подключенный анодом к дополнительной обмотке трансформатора, связа шой с базой дополнительного транзистора, а катодом - к катоду запирающего диода, подключенного анодом к вторичной обмотке трансформатора, причем катоды диодов через управляющий элемент связаны с эмиттером силового транзистора. Принципиальная электрическая схема транзисторного ключа постоянного тока изображена на чертеже. Ключ содержит силовой транзистор 1 и дополнительный транзистор 2, включенные по схеме составного транзистора, токовый трансформатор .3, первишая обмотка 4 которого включена в коллекторную цепь транзисторов, а вторичная обмотка 5 - в базо-эмиттерную цепь дополнительного транзистора 2. Развязывающий диод 6 и запирающий диод 7 катодами подключены к управляющему элементу 8. соединенному с эмиттером силового транзистора 1. Развязывающий диод 6 анодом подключен к 3 дополнительной обмотке 9 трансфо};)матора. Управляющий элемент 8 может быть выполнен в виде TpaHSHctopa 10 с источником 11 смещения или в ввде обмотки 12 трансформатора задающего генератора, схема которого на чертеже не показана. К управляющему элементу 8 подключен через нагрузку 13 источник 14 питания. Катоды диодов 6 и 7 соединены с управляюишм элементом через блокирующий диод 15. Управление элементом 8 осуществляется от блока 16 управления. Транзисторный ключ работает следующим образом. Пусть управляющий элемент выполнен в виде обмотки 12 задающего генератора, поляр ность напряжения на которой показана на чертеже. Транзисторы 1 и 2 открыты, причем транзи стор 1 открыт током коллектора транзистора 2, а транзистор 2 открыт током трансформиро ванньгм из его коллекторной Цепи посредством токового трансформатора 3. Базовый ток тран зистора 2, следовательно, пропорционален току его коллектора. От задающего генератора в этом режиме энергия не потребляется. При изменении полярности напряжения на обмотке 12 это напряжение и напряжение базо эмиттёрного перехода открытого силового тран зистора 1 прикладывается через диод 6 к базо эмиттерному переходу транзистора 2. Транзистор 2 закрывается, после чего транзистор 1 также закрывается из-за исчезновения его базового тока. Когда транзисторы 1 и 2 закрыты, активное их смеп1ение осуществляется из-за напряжения обмотки 12, через которую при запира1ши транзисторов 1 и 2 проходит импульс тока рассась вания неосновных носителей в базах запираемых транзисторов, при этом для надежного их запирания достаточно обеспечить импульс тока, равный току базы транзистора 2. Дополнительная обмотка 9 служит для уменьщения величины импульса тока. Первичную обмотку 4 токового трансформатора 3 можно включать и в базовую и в коллекторную цепи силового транзистора 1. Блокирующий диод 15 защищает от ложных включений транзистор 2,когда открыт транзистор 9,обмотка 5 закорочена через диоды 15 и 6. В данном ключе достигается резкое снижение мощности управления, так как мощность потребляется только в момент запирания транзисторов. Формула изобретения Транзисторный ключ постоянного тока, содержащий силовой и дополнительный транзисторы, включенные по схеме составного транзистора, и управляющий элемент, причем базо-змиттер Ныи переход дополнительного транзистора зашунтирован запирающим диодом, отличающийся Тем, что, с целью уменьщения потребления мощности на управление ключом , введен токовый трансформатор, первичная обмотка которого включена в коллекторную цепь, а вторичная - в базо-эмиттерную цепь дополнительного транзистора, и развязывающий диод, подключенный анодом к дополнительной обмотке трансформатора, связанной с базой дополнительного транзистора, а катодом - к катоду запирающего даода, подключенного анодом ко вторичной обмотке трансформатора, примем катоды диодов нерез управляющий элемент связаны с эмиттером силового транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кристовский Г. В. и др. Система формирователей для ЗУ на ферритовых сердечниках. - Доклад на юбилейной н.т. конференции, посвященной 25-летию ИТМ и ВТ АН СССР, М., 1974, рис. 3. 2.Авторское свидетельство СССР N 502454, кл. Н 03 К 17/60, 1973. 3.Моин В. С. и Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи, М., Энергия, 1972, с. 299 (прототип).