Устройство управления транзистором Советский патент 1981 года по МПК H03K17/60 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам преобразования электрической энергии, и может быть использова но в преобразователях постоянного на пряжения в переменное, в ключевых ус лителях мощности и т.д. Известно устройство управления транзистором, содержащее трансформатор тока и дополнительный источник питания, подключенный через обмотку трансформатора тока и ограничительный резистор к управляннцему транзистору ГП. Недостатком известного устройства является потеря мощности в ограничительном резисторе. По технической сущности наиболее близким к изобретению является устройство управления транзистором, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь транзистора, вторичная об мотка - в его база-эмиттерную цепь. третья обмотка - между шиной дополни-) тельного источника питания и коллектором управляющего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и через обратно включенный диод - с его коллектором, который через второй диод соединен с первым выводом электронного ключа, база управлянлцего транзистора соединена с первым выходом блока управления, второй выход которого соеданен с управляющим входом электронного ключа, и резистор Г2. Недостатком известного устройства является конструктивная сложность, что отражается нашего надежности. Цель изобретения - повышение надежности. Дпя этого в устройство управления транзистором, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь транзистора, вторичная .обмотка - в его база-эмиттерную цепь, третья обмотка - между

38

шиной дополнительного источника питания и коллектором управляющего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и через обратно включенны диод - с его коллектором, который через второй диод соединен с первым выводом электронного ключа, база управляющего транзистора соединена с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, и резистор, введены два дополнительных диода и конденсатор, причем дополнительные диоды включены согласно в последовательную цепь, один вывод которой соединен с первым вьгеодом электронного ключа, второй - через резистор подключен к шине дополнительного источника питания и второму выводу электро:1ного ключа,.а конденсатор включен между объединенными выводами дополнительных диодов и коллектором управляющего транзистора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство управления транзистором содержит силовой транзистор 1, последовательно с которым включена обмотка 2 трансформатора 3 тока, вторая обмотка 4 которого подключена к переходу база-эмиттер транзистора 1, а третья обмотка 5 включена между шиной дополнительного источника питания (+Е1) и коллектором управляющего транзистора 6. Точка соединения третьей обмотки 5 и коллектора транзистора 6 соединена через диод 7 с выводом электронного ключа 8, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом блока 9 управления. Второй вывод электронного ключа 8 соединен с шиной дополнительного источника питания (+E-I).

Кроме того, имеются ограничительный резистор 10, диод II, дополнител ные диоды 12, 13 и конденсатор 14.

Одноименные выводы обмоток трансформатора 3 Обозначены точками.

В момент времени t с выхода блока 9 управления на базу транзистора поступает импульс, насыщанмций этот транзистор. Одновременно импульс, поступающий с дополнительного выхода блока 9 управления на управляющий вход ключа 8, отпирает этот ключ. Ко денсатор 14 быстро заряжается через диод 13 и резистор 10. После запирания в момент времени транзистора

21

обмотка 5 трансформатора 3 тока подключается через диод 12 и ключ 8 к конденсатору 14. Разряд этого конденсатора через обмотку 5 обеспечивает увеличение тока намагничивания трансформатора 3 до необходимой величины. После полного разряда конденсатора 14 обмотки 5 замыкаются в момент времени -fcrj через диод 7 и ключ 8. Падение напряжения на открытом диоде 7 и ключе 8 трансформируется на базу транзистора 1 с полярностью, отрицательной относительно эмиттера этого транзистора, однако величина этого напряжения на базе транзистора 1 недостаточная для отпирания этого транзистора, так как число витков обмотки 5 выбирается в несколько раз больше чем число витков обмотки 4.

В момент времени -tn ключ 8 запирается, и ток намагничивания трансформатора 3 замыкается через переход базаэмиттер транзистора 1. В результате действия положительной обратной связи на коллекторной цепи транзистора 1 в базовую цепь через трансформатор 3 тока базовый ток, необходимый для насыщения транзистора I, поддерживается независимо от величины его коллекторного тока.

Выключение транзистора 1 происходит при включении транзистора 6 импульсом, поступающим в момент времени t с выхода блока 9 управления. Если за это время, когда транзистор 1 был включен, намагниченность трансформатора 3 изменила знак, то после включения транзистора 6 ток намагничивания замыкается через диод 11. Необходимые знак и уровень намагничивания восстанавливаются за то время, пока открыт ключ 8, Уровень намагничивания в момент времени -t-j определяется емкостью конденсатора J4, индуктивностью обмотки 5 и напряже1тем дополнительного источника питания +Е.

Для более устойчивой работы устройства полезно обмотку 4 трансформатора 3 подключать к перехбду базаэмиттер транзистора J через обмотку 2. Таким образом, предлагаемое устройство работает надежнее, чем известное.

Формула изобретения

Устройство управления транзистором, содержащее трансформатор тока. 5 первичная обмотка которого включена в силовую цепь транзистора, вторичная обмотка - в его база-эмиттерную цепь, третья обмотка - между шиной дополнительного источника питания и коллектором управляющего транзисто ра, эмит ер которого соединен с обще шиной и через обратно включенный диод - с его коллектором, который чере второй диод соединен с первым выходо электронного ключа, база управляющег транзистора соединена с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, и резистор, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности, введены два дополнительных диода и конден сатор, причем дополнительные диоды

г-

f6СНУ

X//

7

-W/«

i2

нн

-й0

/ 2 включены согласно в последовательнуцепь, один вывод которой соединен г первым выводом электронного ключа, второй - через резистор подключен к шине дополнительного источника питания и второму выводу электронного ключа, а конденсатор включен между объединенными выводами дополнительных диодов и коллектором управляклце транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Полупроводниковые приборы в технике электросвязи под ред.И.Ф.Ииколаевского. М., Связь, вып. 1975, с. 119. 2. Авторское свидетельство СССР 03 К 7/60, 30.10.78 № 630752,. кл. Н (прототип) ,