Устройство для управления полупроводниковыми ключами Советский патент 1981 года по МПК H02M1/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ КЛЮЧАМИ

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначается для управления полупроводниковыми ключами..

Известно устройство для управления полупроводниковыми ключами, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику питания, вторичные обмотки через выпрямители связаны с управляющими электродами полупроводниковых ключей 1.

Недостатком этого устройства является низкий КПД.

Наиболее близким пр технической сущности и достигаемом-у результату является устройство для управления полупроводниковыми ключами, содержащее выпрямительный мост, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику питания, вторичные обмотки через выпрямители связаны с управляющими электродами полупроводниковых ключей, причем трансформатор снабжен дополнительной обмоткой 2.

Недостатком этого устройства является, низкий КПД.

Целью изобретения яв.чяется повын1ение КПД устройства

Цель достигается тем, что устройство снабжено дросселем, одна из обмоток которого включена между средней .точкой вторичной обмотки трансформатора и силовым электродом одного из ключей, а вторая обмотка дросселя через выпрямительный мост и силовые электроды второго ключа подключена к дополнительной обмотке трансформатора.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 -

10 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник питания 1 трансформатор 2 с первичной обмоткой 3, имеющий/ вторичные полуобмотки 4 и 4 и дополнительную обмотку 5. К дополни15тельной обмотке 5 трансформатора 2 через транзисторный ключ 6 и мостовой выпрямитель 7 подключен дроссель 8 своей дополнительной обмоткой 9. Рабочая обмотка 10 дросселя 8 одним концом подключена черезвторичные полуобмотки 4 и 4 трансфор20матора 2 и диоды 11 и 11 выпрямителя управляющего тока к базе силового транзистора 12. А второй конец обмотки 10

Дросселя 8 подключен к эмиттеру силового транзистора 12.

Устройство работает следующим образом.

Двуполярный переменный ток (фиг. 2 а) источника питания 1 протекает в первичной обмотке 3 трансформатора 2 и трансформируется во вторичные полуобмотки 4 и 4 и дополнительную 5 (фиг. 1).

При замкнутом транзисторном ключе 6 ток обмотки 5 трансформатора 2, выпрямляясь диодным мостом 7, протекает по обмотке 9 дросселя 8. В переходных режимах в обмотке 9 дросселя 8 возникает падение напряжения с полярностью, указанной на схеме (фиг. 1), которое, трансформируясь в обмотку 10 дросселя 8 (полярность указана на фиг. 1), приводит к тому, что оба диода П и 11 заперты и ток в базе силового транзистора 12 протекать не будет, Не будет протекать ток в базе силового транзистора 12 и в установившемся режиме, для чего необходимо выдержать условие Wj - Wto ЩWT

гдeWs и W,o -количество витков дополнительной 9 и рабочей 10 обмоток дросселя 8; Ws и Wi, -количество витков дополнительной обмотки 5 и вторичной полуобмотки 4 трансформатора 2.

При размыкании транзисторного ключа 6 в обмотке 9 дросселя 8 возникает ЭДС самоиндукции с полярностью противоположной указанной на фиг. 1, что приводит к форсированному отпиранию диодов 11 и II. После размыкания транзисторного, ключа 6 ток обмотки 3 трансформатора 2 трансформируется во вторичные полуобмотки 4 к 4, выпрямляется диодами 11 и 11 и протекает в базе силового транзистора 12.

Если бы в схеме не было дросселя 8, то с учетом рассасывания носителей в диодах 11 и II импульсы управляющего тока в базе транзистора 12 имели бы форму, изображенную на фиг. 26. При наличии дросселя 8 импульсы управляющего тока приобретают форму, показанную на фиг. 2 в, при этом пульсации могут быть сведены прак тически до нуля.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению сизвестным позволяет уменьшить мощность управления и увеличить КПД, что очень при управлении силовыми транзисторами, имеющими низкий коэффициент передачи тока.

Формула изобретения

Устройство для управления полупроводниковыми ключами, содержащее выпрямительный мост, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику питания, вторичные обмотки через выпрямители связаны с управляющими электродами полупроводниковых ключей, причем трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено дросселем, одна из обмоток которого включена между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и силовым электродом одного из ключей, а вторая обмотка дросселей

через выпрямительный мост и силовые электроды второго ключа подключена к дополнительной обмотке трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР № 516158, кл. Н 02 М 1/08, 1976.