Устройство для управления силовым транзистором Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления транзисторными ключами автономных инверторов, регуляторов постоянного напряжения и устройств автоматики.

Известны устройства для коммутации силовых транзисторов, содержащие два транзистора, эмиттеры которых через резисторы подключены к источнику питания, а коллекторы к базам двух вспомогательных транзисторов, коллекторы которых через резисторы подключены к источнику питания, а эмиттеры подключены к генератору импульсов запуска и к диоду, электроды которого подключены к управляющей цепи силового транзистора, дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к базе первого транзистора, коллектор - к источнику питания, база через диод подключена к коллектору силового

транзистора и через резистор - к источнику питания 1.

Недостатком известных устройств является з-ависимость коэффициента насыщения силового транзистора от величины тока силового ключа, что приводит к снижению коэффициента полезного действия устройства в условиях изменяющейся нагрузки силового ключа.

10

Наиболее близким техническим решением к изобретению по средствам и достигаемому результату является устройство для управления силовым транзистором, содержащее первый и

15 второй транзисторные ключи, эмиттеры которых через первый и второй резисторы подсоединены к соответствующим клеммам для подключения источника тока, коллекторы их подсое20динены к базам третьего и четвертого транзисторных ключей и к одним клеммам для подключения генератора запуска, а через третий резистор

коллекторы первого и второгр клю,чей подсоединены к клемме для подключения базы силового транзистора к другим клеммам для подключения генераторов запуска и к эмиттерам третьего и четвертого ключей,подсоединенных своими коллекторами соответственно через четвертый и пятый резисторы к клеммам для подключения источника тока, эмиттеры третьего и четвертого ключей соединены с катодом первого диода, анод которого подсоединен к клеммам для подключения общей шины источника тока и эмиттера силового транзистора, пятый транзисторный ключ, база которого подсоединена к первому выводу шестого резистора и аноду второго диода, катод которого соединен с клеммой для подключения коллектора силового транзистора, шестой транзис торный ключ, подсоединенный своим эмиттером к клемме для подключения плюсового вывода источника тока, базой - через седьмой резистор к базе первого ключа и коллектором - к коллектору пятого ключа, подсоединенного своим эмиттером к клемме для подключения базы силового транзистора 2

Недостатком известного устройства является невысокий коэффициент полезного действия,

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве второй вывод шестого резистора подключен к коллектору пятого транзисторного ключа.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для управления силовым транзистором.

Устройство содержит клеммы для подключения источника 1 тока и электродов силового транзистора 2, первы диод 3, транзисторные ключи и 5, ограничительные резисторы 6 и 7, вспмогательные транзисторные ключи 8 и Э, ограничительные резисторы 10 и 11, резистор 12, клеммы для подключения генераторов 13 и 1 импульсов, аналоговый элемент, выполненный на транзисторе 15 резисторе 16 и диоде 17 базовый резистор 18 и транзисторный ключ 19 о

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что все ключи заперты. При подаче на резистор 12 отрицательного импульса от генератора Н транзисторный ключ 9 открывается и по цепи положительной обратной связи открывает транзисторный ключ 5, причем процесс насыщения

транзисторов носит регенеративный характер„ После окончания действия импульса запуска транзисторые ключи S и 9 останутся включенными,-а транзисторные ключи k, 8 и 19 выключен|ными, силовой ключ 2 и диод 17 |заперты, транзистор 15 обесточен, тач как заперт ключевой транзистор 19,

При подаче положительного импульса запуска от генератора 13 на

резистор 12 транзисторные ключи 9 и 5 закрываются, а транзисторные ключи В, i и 19 открываются, силовой ключ 2 открывается, вступает в работу аналоговый элемент„

Напряжение база-коллектор силового ключа в режиме насыщения (Узкг) поддерживается постоянным. 8 любой момент времени справедливо соотношение

(

где напряжение база-эмиттер

транзистора 15

падение напряжения на диоде 17 о i

При увеличении тока нагрузки уменьшается величина напряжения :а так как величина напряжения , практически постоянна, увеличится напряжение IJgg Р водит к увеличению тока управления силовым ключом и. к уменьшению напряжения Ug,(2

При уменьшении тока управления слового ключа происходит обратный процесс.

Неточность .поддерживания напряжения заданном уровне определяется только наличием динамического сопротивления диода 17 и база-эмиттерного перехода транзистора 15«

Таким образом, введейие связи резистора 16 с силовыми электродами ключевых транзисторов 15 и 19 позволяет СНИЗИТЬ потребление энергии на этапе запертого состояния силового ключа, т.е., повысить КПД устройства

Формула изобретения

Устройство для управления силовым транзистором, содержащее первый

и второй транзисторные ключи, эмиттеры которых через первый и второй резисторы подсоединены к соответствующим клеммам для подключения источника тока, коллекторы их подсоединены к базам третьего и четвертого транзисторных ключей и к одним клеммам для подключения генераторов запуска, а через третий резистор коллекторы первого и второго ключей подсоединены к клемме для подключения базы силового транзистора, к другим клеммам для подключения генераторов запуска и к эмиттерам третьего и четвертого ключей, подсоединенных своими коллекторами соответственно через четвертый и пятый резисторы к клеммам для подключения источника тока, эмиттеры третьего и четвертого ключей соединены с катодом первого диода, анод которого подсоединен к клеммам для подключения общей шины источника тока и эмиттера силового транзистора, пятый транзисторный ключ, база которого подсоединена к первому выводу

шестого резистора и аноду второго диода, катод которого соединен с клеммой для подключения коллектора силового транзистора, шестой транзисторный ключ, подсоединенный своим эмиттером к клемме для подключения плюсового вывода источника тока, базой - через седьмой резистор к базе первого ключа и коллектором - к

коллектору пятого ключа, подсоединенного своим эмиттером к клемме для подключения.базы силового транзистора, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента

полезного действия, в нем второй вывод шестого резистора подключен к коллектору пятого транзисторного ключа .

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР по заявке N 2870705/2i -07, кл. Н 02 М 1/08, 1979,

2. Авторское свидетельство СССР

по заявке N° 3217193/24-07, кл. Н 02 М 1/08, 1980,