Ключ постоянного тока

 

Изобретение относится к переключателям электрической энергии в цепях постоянного тока, может быть использовано для коммутации активных, активно-индуктивных и емкостных нагрузок , в устройствах автоматики и преобразовательной техники и является дополнительным изобретением к авт.свид. № 970694. Цель изобретения - повьшение надежности при одновременном уменьшении массы и объема, Для достижения этой цели в устройство дополнительно введены третий управлянлций транзистор 21, два резистора 23 и 24 и пятый диод 22. На схеме также показаны силовой 1 и два управляющих 2 и 3 транзистора, транзистор 4 тока, диоды 5-8, конденсатор 9, токоограничивающий двухполюсник 10, обмотки 11 и 12,18 и 20 токового трансформатора 4, клеммы 13- 15, 17 и 19. Введенные элементы по зволяют ограничить величину запирающего напряжения на эмиттерном переходе силового транзистора, что способствует при сохранении высокой на- |Дежности улучшению массообъемных показателей ключа постоянного тока.1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 Н 03 К !7 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

f Фы

+ЦРал

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 970694 (21) 3933566/24-21 (22) 26.07.85 (46) 15,01.87, Бюл. Р 2 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.И. Мелешин, В,В. Мосин и Ю.Ф, Опадчий

-(53) 621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1 - 970694, кл. Н 03 К 17/60, 1981. (54) КЛЮЧ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к переключателям электрической энергии в цепях постоянного тока, может быть использовано для коммутации активных, активно-индуктивных и емкостных нагрузок.в устройствах автоматики и преобразовательной техники и является дополнительным изобретением к

„SU,„, 1283959 A 2 авт.свид, ff 970694. Цель изобретения — повьппение надежности при одновременном уменьшении массы и объема.

Для достижения этой цели в устройство дополнительно введены третий управляющий транзистор 21, два резистора 23 и 24 и пятый диод 22. На схеме также показаны силовой t и два управляющих 2 и 3 транзистора, транзистор 4 тока, диоды 5-8, конденсатор 9, токоограничивающий двухполюсник 10, обмотки 11 и 12, 18 и 20 токового трансформатора 4, клеммы 1315, 17 и 19. Введенные элементы позволяют ограничить величину запирающего напряжения на эмиттерном переходе силового транзистора, что способствует при сохранении высокой на,! дежности улучшению массообъемных показателей ключа постоянного тока.1 ил.

1283959

5 происходит обратное перемагничивание сердечника токового трансформатора 4: значения B(t) и H(t) стремятся к нулю. Напряжение обмотки 18 токового трансформатора 4 через рези- 5 стор 24 прикладывается к эмиттерному переходу третьего управляющего транзистора 21 в запирающей полярности, и транзистор закрыт, Данное состояние продолжается до смены полярности управляющего напряжения на клеммах 13 и 15. Положительное напряжение, приложенное к клемме 15 запирает первый 2 и насыщает второй

3 управляющие транзисторы, При этом, ! последовательно включенные обмотки

18 и 20 оказывается закороченными через насыщенный второй управляющий транзистор 3 и диод 6. Суммарное напряжение на этих обмотках определя-20 ется падением напряжения на упомянутых элементах, а ток определяется током, протекающим по обмотке 11.

Поскольку суммарное число витков обмоток t8 и 20 всегда выбирается

25 на много больше, чем обмотка 12, напряжение на последней становится меньше напряжения конденсатора 9, и начинается процесс форсированного рассасывания силового транзистора 1. ®

Поскольку на интервале рассасывания силового транзистора 1 сохраняется первоначальная полярность напряжения на обмотках токового трансформатора, уменьшается только его величина, изменение B(t) и H(t) происходит в ту же сторону, что и на интервале импульса. После окончания процесса рассасывания цепи обмоток 11 и 12 токового трансформатора 4 обрывается, и

40 полярность напряжения на его обмотках зависит от мгновенных значений B(t„) и H(tz). Если B(tz) и Н() не успели уменьшиться до нуля сразу после окончания процесса рассасывания силового транзистора 1, полярность напряжения на обмотках токового трансформатора

4, определяемая состояние его сердечника, не изменяет знак и ток намагничивания обмотки 18 отпирает диод 8.

Напряжение, присутствующее на клемме

19 через открытый диод 8 и токоограничивающий двухполюсник 10 прикладывается к обмотке 18. Полярность напряжения на всех обмотках токового транс-5 форматора 4 меняет знак и ток намагничивания, протекавший по обмотке 18, не меняя направления протекания, начикает увеличиваться. Значения B(t) и

H(t) уменьшаются стремясь к точке—

В, Н, определяемой параметрами токоограничивающего двухполюсника 10 и величиной напряжения на клемме 19.

Напряжение обмотки 18 токового трансформатора 4 через резистор 23 насыщает третий управляющий транзистор

21, однако ток в его коллекторной цепи не протекает, так как диод 22 заперт падением напряжения на диоде

8 и токоограничивающем двухполюснике

10. В этом режиме работа прецлагаемого устройства мало чем отличается от известного, Если к моменту окончания процесса рассасывания силового транзистора

1 величины B(t„) и H(t„) поменяли знак, т.е. стали больше нуля, сразу после выключения силового транзистора 1 полярность напряжений на обмотках токового трансформатора изменит" ся, и диод 8 окажется закрытым Напряжения на обмотках токового трансформатора начнут увеличиваться по saкону, определяемому его паразитными параметрами. Полярность напряжения на обмотке 18 при этом будет отпирающей для третьего управляющего транзистора 21 и поэтому, когда напряжение на обмотке 18 превысит напряжение на клемме 19 на величину падения напряжения на диоде 22 и насыщенном третьем управляющем транзисторе 21, ток намагничивания начнет протекать через вспомогательный источник двуполярного напряжения, осуществляя рекуперацию энергии, накопленной в сердечнике токового трансформатора. Поскольку напряжение, приложенное к клемме 19 всегда заведомо больше, чем падение напряжения на диоде 22 и насыщенном третьем управляющем транзисторе 21, величина обратного найряжения, приложенного к эмиттерному переходу силового транзистора 1,, ограничивается практически на том же уровне, что и в случае работы токового трансформатора 4 в однотактном режиме. После уменьшения тока намагничивания, протекающего

I по обмотке 18, до нуля, диод 22 запирается, и дальнейшее обратное перемагничивание сердечника токового трансформатора происходит от напряжения, приложенного к клемме 19 через диод 8 и .токоограничиаающнй двухполюсник 10. После достижения рабочей

1283959

Формула изобретения

Ключ постоянного тока по авт.св °

Ф 970694, отличающийся тем, что, с целью повышения надежноСоставитель Г. Терешина

Техред Н.Глущенко

Редактор И. Сегляник

Корректор H. Муска

Заказ 7458/57 Тираж 899

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписнбе

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 точкой на петле гистерезиса координат — В и Н процесс обратного перемагничивания сердечника токового трансформатора 4 заканчивается, и ключ готов к новому включению. После очередной смены полярности управляющего напряжения процессы в ключе постоянного тока повторяются. сти,в него введены третий управляющий транзистор, два резистора и пятый диод, причем эмиттер третьего управляющего транзистора подключен к общей точке четвертой и дополнительной обмоток токового трансформатора, коллектор через пятый диод соединен с второй клеммой источника вспомогательного биполярного напря10 жения, база †эмиттерн пеРеход третьего управляющего транзистора эашунтирован первым резистором, а база через второй резистор подключена к коллектору второго управляющего транзистора.