Предоконечный каскад блока управления мощным переключательным транзистором Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис.пользовано в системах управления тиристорами и транзисторами преобразователей электрической энергии.

Известны устройства для управления тиристором, содержащие усилитель, выходной каскад, резисторы, диоды и конденсаторы l.

Недостатком данных устройств является значительная потеря мощности, обусловленная недостаточным быстродействием.

Наиболее близок к предлагаемому по средствс1м и достигаемому результату предоконечный каскад управления мощным транзистором, содержащий первый И-р-И-транзистор и второй р-п-р-транзистор, эмиттеры которых подсоединены к клемме для подключения базы мощного транзистора, клемма для подключения коллектора которого подсоединена к катоду первого диода, подсоединенного анодом к базам первого и второго транзисторов, коллекторы которых соответственно через первый и второй резисторы подсоединены к клеммам для подключения источника питания, при этом клемма для подклю.чения источника управляющего напряже

ния подсоединена к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подсоединен через последовательно соединенные второй диод и четвертый резистор к эмиттерутретьего р-и-р-транзистора, клемме для подключения поло«ительног9 вывода первого источника питания и одновременно через последовательно соединенные тре10тий диод и пятый резистор к базе первого м- р-И-транзистора, которая соединена через шестой резистор с клеммой для подключения отрицательного вывода второго источника питания,

15 причем база и коллектор третьего р-п-р-транзистора подсоединена соответственно .к анодам второго и третьего диодов ,

Недостатком известного устройства

20 является значительная длительность времени вык.шочения мощного транзистора, что приводит к потере мощности.

Цель изобретения - повышение быст родействия предоконечного каскада.

25

Поставленная цель достигается тем, что каскад снабжен дополнительным Vi-p-h-транзистором, первым и вторым дополнительными резисторами и конденсатором, один вывод которого соеди30нен с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, а второй вывод через первый дополнительны резистор - с базой дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора, а эмиттер - с клеммой для подключения минусового вывода второго источника питания и Одновременно через второй дополнительный резистор с его базой.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предоконечно го каскада блока управления мощным транзистором.

Предоконечный каскад содержит клеммы для подключения мощного транзистора 1, эмиттерные повторители на транзисторах 2 и 3, ограничивающие резисторы 4 и 5, ключевой транзистор б, нагрузочные резисторы 7 и 8, резистор 9 утечки, диоды 10-12, входной резистор 13, транзистор 14 ускоренного выключения, дифференцирующий конденсатор 15, ограничивающий резистор 16 и резистор 17 утечки

База мощного переключательного транзистора 1 соединена с эмиттерами транзисторов 2 и 3. Между коллектором транзистора 2 и первой шиной питания включен резистор 4. Мегжду . коллектором транзистора 3 и второй шиной питания включен резистор 5. К базам транзисторов 2 и 3 подсоединен анод диода 10. Его катод подключен к коллектору транзистора 1. Эмиттер транзистора 6 соединен с клеммой для подключения положительного вывода первого источника питания. Между базой и эмиттером транзистора б включен резистор 9 утечки. Межд коллектором транзистора 6 и базами транзисторов 2 и 3 подключен резистор 7. Между базами транзисторов 2 и 3 и второй птной питания подсоединен резистор 8. К базе транзистора 6 подключен анод диода 11, а к коллектору - анод ди

ода 12. Катоды диодов 11 и 12 через резистор 13 соединены с клеммой для подключения источника управляющего напряжения. Коллектор транзистора 14 соединен с базами транзисторов 2 и 3, а эмиттер - с клеммой для

: подключения минусового вывода второго источника питания. Между базой транзистора 14 и входом устройства п оследовательно включены резистор 16 н конденсатор IS. Между базой и эмитtepOM транзистора 14 подключен резистор 17 утечки.Коллектор транзистора 1 подключен к внешней нагрузке.

На схему предоконечного каскада по отношениго к эмиттеру транзистора 1 подается два низковольтных напряже-. НИН питания +Е и -Е. В режиме ожидания все транзисторы схемы, кроме транзистора 3, закрыты. На базе транзистора 1 поддерживается отрицательное запиракщее напряжение вследствие

действия эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторе 3. Ток, потребляемый по цепям питания, в этом режиме равен тепловым токам утечки транзисторов схемы. При поступлении входного отрицательного импульса открывается транзистор 6. Диоды 11 и 12 обеспечивают ненасыщенный режим открытого транзистора 6. Ток коллектора транзистора б через резистор 7 и эмиттерный повторитель 2 попадает в базу транзистора 1, что приводит к его открыванию. Появляется ток в цепи коллектора транзистора.1 и в цепи внешней нагрузки. Диод 10 обеспечивает ненасыщенный режим транзистора 1. . Транзистор 3 во время действия входного импульса оказывается закрытым, так как к его переходу эмиттер-база приложено закрывающее напряжение. Передний фронт входного импульса, пройдя через дифференцирующий конденсатор 15 и резистор 16, прикладывается в виде кратковременного всплеска отрицательной полярности к базе транзистора 14. При окончании входного импульса выключается сначала транзистор б, а затем транзисторы 2 и 1. Задний фронт входного импульса, пройдя через дифференцирующий конденсатор 15 и резистор 16, вызывает кратковременное открывание транзистора 14. Вследствие этого в рассматриваемый момент времени происходит форсированное, ускоренное выключение транзисторов 2, б и мощного транзистора 1. После закрывания транзистора 14 транзистор 1 удерживается в закрытом состоянии благодаря току транзистора 3. Далее схема возвращается в исходное состояние.

Использование изобретения обеспечивает существенное уменьшение времени выключения мощного транзистора, что приводит к снижению потерь на коммутацию.

Формула изобретения

Предоконечный каскад блока управления мощным переключательным транзистором, содержащий первый -p - tтранзистор и второй р-и-р-транзистор, эмиттеры которых подсоединены к клемме для подключения базы мощного транзистора, клемма для подключения коллектора которого подсоединена к катоду первого диода, подсоединенного к базам первого и второго транзисторов, коллекторы которых соответственно через первый и второй резисторы подсоединены к клеммам для подключения источников питания, при этом клемма для подключения источника управлякадего напряжения подсоединена к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подсоединен