Транзисторный ключ Советский патент 1982 года по МПК H03K17/60 

() ТРАНЗИСТОРНЫЙ КШ)Ч

Изобретение относится к электрот нике, в частности, к устройствам пр образования электрической энергии, и предназначено для использования в преобразователях постоянного напряжения в переменное, в ключевых усилителях мощности и т.д. Известен транзисторный ключ, содержащий трансформатор тока, силово транзистор, основной и дополнительный источники питания {} Такой ключ не имеет гальванической развязки между силовым транзистором и схемой управления и, кроме того, он характеризуется большими потерями мощности в схеме управления. Известен также транзисторный клю содержащий трансформатор тока с тре мя обмотками, первая из которых включена между одной из шин основно го источника питания и эмиттером силового транзистора, вторая обмотка включена между базой и эмиттером ЭТОГО транзистора, третья - между одной из шин дополнительного источника питания и первым выводом ре зистора, второй вывод которого соединен с коллектором управляющего транзистора, база которого соединена с выходом блока управления, а эмиттер - с общей шиной fij. Недостатком данного устройства является большое потребление мои ности вследствие того, что один и тот же управляющий транзистор используется и для прерывания блокингпроцесса, и для накопления магнитной энергии в трансформаторе тока, и для поддержания силового транаистора в закрытом состоянии. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности транзисторным ключом. Поставле 1ная цель достигается тем, что 8 известный транзисторный ключ, содержащий трансформатор тока с тремя обмотками, первая из которых включена между одной из шин основ.ного источника питания и эмиттером силового транзистора, вторая обмотка включена между базой и эмиттером этого транзистора,,третья - между одной из шин дополнительного источника питания и первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с коллектором управляющего транзистора, база которого соединена с выходом блока управления, а эмиттер с общей шиной, введен дополнительный транзистор, коллектор которого подключен к первому выводу резистора, эмиттер - к общей шине, а база к дополнительному выходу блока управления. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема транзисторного ключа; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит силовой тран зистор 1, первую обмотку 2 тpaнcфo матора тока, трансформатор 3 тока, вторую и третью 5 обмотки трансформатора тока, резистор 6, управляющий транзистор 7, блок 8 управления, дополнительный транзистор 9На фиг. 2 обозначены а - напряжение на базе транзистора 7, б -напряжение на базе транзистора 9, в ток намагничивания трансформатора 3 тока. В момент времени tj, с выходов блока 8 управления на базы транзисторов 7 и 9 поступают импульсы, насыщаюидие эти транзисторы (фиг.2 б). В момент времени t, когда импульс на базе транзистора 9 прекращается, транзистор 7 остается открытым. На обмотку 5 трансформатора 3 в это время поступает через резистор 6 на пряжение дополнительного источника питания +Е, в результате чего в этой обмотке появляется ток намагничивания. В момент времени tn тран зистор 7 запирается, и ток намагничивания трансформатора 3 замыкается через эмиттерно-базовый переход силового транзистора 1 фиг.2в). В результате действия положите ль нь1Й обратной связи из-коллекторной цепи транзистора 1 о базовую через транс форматор 3 тока минимально необходимое для насыщения транзистора 1 значение базового тока поддерживается независимо от величины его кол лекторного тока. Запирание д-ранзистора 1 происходит при отпирании тра зисторое 7 и 9 импульсами, поступающими в момент времени t с выходов блока управления. Необходимое значение тока намагничивания трансформатора 3 восстанавливается за время tg - Ц, когда транзистор 7 открыт. В момент времени t (фиг..Р) транзистор 7 запирается, ток намагничивания замыкается через эмиттерно-базовый переход транзистора 1 и процессы повторяются. Поскольку транзистор 9 отпирается лишь на короткое время, необходимое для запирания транзистора 1, то ток намагничивания трансформатора 3 будет определяться длительностью импульса, подаваемого на базу транзистора 7, и сопротивлением резистора 6, кото.рое можно выбрать так, чтобы ток намагничивания имел оптимальное значение. При использовании в качестве силового транзистора транзистора прог тйвоположной проводимости полярность основного источника питания {+Е) меняется соответственно на (-Е),и направление включения обмоток трансформатора тока меняется на противополож ное Формула .изобретения Транзисторный ключ, содержащий трансформатор тока с тремя обмотками, первая из которых включена между одной из шин основного источника питания и эмиттером силового транзистора, вторая обмотка включена между базой и эмиттером этого транзистора, третья - между одной из шин дополнительного источника питания и первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с коллектором управляющего транзистора, база которого соединена с выходом блока управления, а эмиттер с общей шиной, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в него введены дополнительный транзистор, коллектор которого подключен к первому выводу резистора, эмиттер - к общей шине, а база - к дополнительному выходу блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Электронная техника в автоматике. Под ред. Конева Ю. И. М., Советское радио, 1975, с. 56, рис.3. 2.Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. Под ред. Николаевского И. Ф. Вып. 15. М., Связь.1975, с. 119 (прототип)