Устройство для управления мощным транзисторным ключом Советский патент 1981 года по МПК H03K17/567 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам преобразовательной техники,, и может быть использовано во вторичных источ никах питания радиоэлектронной аппаратуры. Известно устройство для управления мощным транзисторным ключом, содержащее усилитель-формирователь, вы полненный на транзисторе с трансформаторным выходом, вспомогательный транзистор, конденсатор и диод для формирования запиракжцего напряжения в процессе выключения мощного транзисторного ключа 1. Недостатком этого устройства является сложность схемы формирования запирающего напряжения для мощно го транзисторного ключа, а также уве личение габаритной мощности трансфор матора, вызванное увеличением необхо димой индуктивности рассеяния первич ной обмотки для накопления в ней эне гии, необходимой для передачи ее в конденсатор и нагрузку. Кроме того, увеличение индуктивности рассеяния в трансформаторе ухудшает форму переднего фронта импульса управления, что в ряде случаев приводит к увели1чению потерь энергии- в мощном транзисторном ключе на этапе его включения. Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления мощным транзисторным ключом, содержащее усилитель-формирователь, выполненный на транзисторе по схеме с общим эмиттером с согласующим выходным трансформатором, у которого первичная обмотка включена в коллекторной цепи транзистора через резистор, а вторичная соединена со входом транзисторного ключа и цепь формирования запирающих импульсов для мощного транзисторного ключа. В этом устройстве цепь формирования запирающих импульсов содержит дополнительный источник напряжения смещения, управляющий транзистор и разделительные диоды Г2. Недостатком известного устройства для управления мощным транзисторным ключом является сложность схемы управления, обусловленнаяналичием дополнительного источника напряжения смещения и управляющего транзистора. Цель изобретения - упрощение схемы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления мощmsiM Транзисторным ключом, содержащем усилитель-формирователь, выпол ненный на транзист9ре по схеме с общим эмиттером ус согласующим выходным трансформатором, первичная обмотка которого включена в коллек|торную цепь транзистора через первый резистор, а вторичная соединена со входом мощного транзисторного клю ча, . цепь формирования запирающих импульсов выполнена в виде первого диода, дросселя и второго резистора которые соединены между собой последовательно и подключены одним выводо к шине питания, а другим - к точке соединения коллектора транзистора и первого резистора, при этом параллел но первому резистору включен обратны диод. На чертеже представлена принципиа ная электрическая схема устройства для управления мощным транзисторным ключом. Устройство для управления мощным транзисторным ключом содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и вторичной - 3, подключенной к переходу база-эмиттер мощного транзистор ного ключа 4, токоограничивающие резисторы 5 и б, диоды 7 и 8, дроссель 9 и транзистор 10. Устройство работает следующим образом. При подаче запускающего импульса на вход транзистора 10 происходит ег включение, в результате чего по пер вичной обмотке 2 трансформатора 1 течет ток. Фронт опирающего тока мощ ного транзисторного ключа 4 определяется в основном соотношением межд индуктивностью рассеяния трансформа тора и сопротивлением резистора 5. Одновременно через диод 7, обмотку дросселя 9 и резистор 6 начинает про текать экспоненциально нарастающий ток, причем постоянная времени это цепи такова, что к моменту запирани транзистора 10, ток в ней устанавли вается и принимает значение, равное E/Rfe, где Е - напряжение источника питания устройства, сопротивление резистора 6. На этом интервале в дросселе 9 происходит накопление маг нитной энергии. При запирании транзистора 10 его коллекторный ток спадает до нуля, а ток в первичной об|мотке трансформатора 1 под действием ЭДС самоиндукции, возникшей на концах обмотки дросселя 9, изменяет сво напр4эление. Этот ток, равный по величине току разряда дросселя 9, трансформируется во вторичную обмотку 3 и производит запирание транзисторного ключа 4. На интервале рассасывания неосновных носителей в базе транзисторного ключа 4, запирающий ток уменьшается по экспоненциальному закону, постоянная времени которого определяется в основном индуктивностью дросселя 9 и актив«ым сопротивлением цепи разряда. Для увеличения времени разряда дросселя 9 резистор 5 зашунтирован диодом 8. После запираниа мощного транзисторного ключа 4 напряжение на вторичной обмотке 3 трансформатора 1 возрастает и происходит быстрый разряд дросселя 9. Для предохранения транзистора 10 от перенапряжений, которые могут возникнуть при его выключении возможно использование известных схем шунтирования транзистора или его нагрузки стабилитронами. Предлагаемое устройство для управления мощным транзисторным ключом по сравнению с известным не требует применения дополнительного источника питания. Формирование отпирающих и запирающих импульсов управления производится одним транзистором в отличие от известных схем, в которых для формирования запирающих импульсов требуется дополнительный формирователь и дополнительные цепи синхронизации. Формула изобретения Устройство для управления мощным транзисторным ключом, содержащее усилитель-формирователь,выполненный на транзисторе по схеме с общим эмиттером с согласующим выходным трансформатором, первичная обмотка которого включена в коллекторную цепь транзистора через первый резистор, а вторичная соединена со входом мощного транзисторного ключа и цепь формирования запирающих импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения цепь формирования запирающих импульсов выполнена в виде первого диода, дросселя и второго резистора, которые соединены между собой последовательно и подключены одним выводом к шине питания, а другим - к точке; соединения коллектора транзистора « первого резистора, при этом параллельно первому резистору включен обратный диод. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА. Материалы семинара. М., МДНТП им.Ф.Э.Дзержинского, 1979, с.154, рис,3. 2.Авторское свидетельство СССР 49773.0, кл. Н 03 К 17/60,1975.