Магнитно-транзисторный ключ Советский патент 1982 года по МПК H03K17/60 

(5) МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

1

Изобретение относится к силовой транзисторной технике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности, стабилизаторах, инверторах и т.п.

Известен магнитно-транзисторный ключ, содержащий трансформатор тока и силовой транзистор 1.

Однако известное устройство не отличается высоким быстродействием, так как перед моментом включения силового транзистора он находится в насыщении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является магнитно-транзисторный ключ, содержащий включенные по схеме составного транзистора силовой и управляющий транзисторы, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь, а вторичная - последовательно с коллекторно-эмиттерным переходом управляющего транзистора, и дополнительную обмотку, присоединенную одним выводом через диод к первому силовому электроду вспомогательного транзистора, эмиттер-базовый переход которого по.дключен к управляющим шинам {2.

Однако и это известное устройство не отличается высоким быстродействием.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

Поставленная цель достигается тем, что в магнитно-транзисторный ключ, содержащий включенные по схеме составного транзистора силовой и управляющий транзисторы, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь, а вторичная последовательно с коллекторно-эмиттерным переходом управляющего транзистора, и дополнительную обмотку, присоединенную одним выводом через диод к первому силовому электроду вспомогательного транзистора, эмиттербазовый переход которого подключен к управляющим шинам, введен элемент задермки, причем второй вывод дополнительной обмотки подключен к второму силовому электроду вспомогательного. транзистора, а эмиттер-базовые переходы вспомогательного и составного транзисторов соединены между собой через элемент задержки. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагае мого устройства. Устройство содержит силовой и управляющий транзисторы 1 и 2, включен ные по схеме составного транзистора, а также трансформатор 3 тока. Его первичная обмотка f включена в силовую цепь ключа, вторичная обмотка 5 - в коллекторную цепь управляюще-. го транзистора 2, а дополнительная обмотка 6 одним своим концом присоединена к коллектору вспомогательного транзистора 7, а другим связана чере диод 8 с эмиттером того же транзисто ра. Последовательно с ключом включена нагрузка 9. Обратный диод 10 служит для улучшения запирания силового тра зистора 1 по цепи управления. Управляющий переход вспомогательного транзистора связан в противофазе с управляющим переходом составного транзистора через элемент 11 задержки. Пусть составной транзистор (1,2) находится во включенном состоянии, а транзистор 7 - в выключенном состоянии. Благодаря действию токовой по ложительной обратной связи обеспечивается насыщенное состояние транзистора 11 в котором он находится до момента измене ия полярности входного сигнала. В этот момент происходит включение транзистора 7 и дополнительная обмотка 6 трансформатора 3 тока замыкается накоротко через указанный трэнзист ч) 7 и диод 8. Действие положительной обратной связи прекращается , силовой транзистор 1 выходит иг области насыщения и схема насы щенного составного транзистора преобразуется в схему Дарлингтона (ненасыщенный составной транзистор). Таким образом, к моменту подачи че рез элемент 11,задержки выключающего сигнала на составной транзистор силовой транзистор 1 находится в активной области, что позволяет его выключить практически без задержки после изменения полярности сигнала. . Параметры элемента 11 задержки выбирают таким образом, чтобы он обеспечивал задержку в подаче сигнала на составной тран;зистор, достаточную для рассасывания избыточных носителей на этапе открытого состояния ключа. Обычно это величина порядка нескольких микросекунд. Ток базы транзистора 1 имеет ступенчатый характер вследствие увеличения реального коэффициента усиления транзистора по току при его переходе в активную область. Запертое состояние ключа сохраняется доследующего изменения полярности сигнала, поступающего на составной транзистор, после чего процессы повторяются. Изменение полярности входного сигнала при выключенном состоянии ключа не приводит к изменению его состояния. Формула изобретения Магнитно-транзисторный ключ, содержащий включенные по схеме составного транзистора силовой и управляющий транзисторы, трансформатор тока, Iпервичная обмотка которого включена в силовую цепь, а вторичная - последовательно с коллекторно-эмиттерным переходом уп равляющего транзистора, и дополнительную обмотку,присоединенную одним выводом через диод к первому силовому эЛектроду вспомогательного транзистора, эмиттер-базовый переход которого подключен к управляющим шинам, отличающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен элемент задержки, причем второй вывод дополнительной обмотки подключен к второму силовому электроду вспомогательного транзистора, а эмиттер-базовые переходы вспомог тельного и составного транзисторов соединены между собой через элемент задержки . . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР W 517987, кл. Н 03 F 3/26, 1973. 2. Глебов Б.А. и др. Высокоэффективные ключи постоянного тока.Сборник Устройства вторичных источников электропитания, РЭА,- МДНТП, М., 1976, с. 138-143 (прототип).