Ключевое устройство

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных двухполярных сигналов в различных радиотехнических и ;)2 импульсных устройствах, например генераторах , системах управления шаговыми двигателями и др. Изобретение повышает КПД устройства при одновременном расширении рабочего диапазона частот. Это достигается в результате введения в каждое плечо устройства варикапа и второго резистора и за счет использования цепей перезаряда входной емкости ключевого элемента с различными постоянными времени, что уменьшает время переключения ключевого элемента, а также сквозные токи и остаточное напряжение на ключевых элементах . Устройство содержит трансформатор 1 и в каждом плече диод 2, варикап 3, резисторы 4 и 5 и ключевой элемент 6, состояш,ий из полевого 7 и биполярного 8 транзисторов и силового диода 9. 1 ил. с S сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SUÄÄ1383479 А1 д11 4 Н 03 К 17/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

,1 Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "-,,у/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) КЛЮЧЕВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных двухполярных сигналов в различных радиотехнических и (21) 4095531/24-21 (22) 22.07.86 (46) 23.03.88. Бюл. № 11 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. М. А. Бонч-Бруевича (72) А. А. Алексанян, В. А. Галахов и В. Г. Моисеев (53) 621.382 (088.8) (56) Патент США № 4356416, кл. Н 03 К !7/56, 26.10.82.

Патент США № 4115740, кл. 330 — 264, 19.09.78. импульсных устройствах, например генераторах, системах управления шаговыми двигателями и др. Изобретение повышает

КПД устройства при одновременном расширении рабочего диапазона частот. Это достигается в результате введения в каждое плечо устройства варикапа и второго резистора и за счет использования цепей перезаряда входной емкости ключевого элемента с различными постоянными времени, что уменьшает время переключения ключевого элемента, а также сквозные токи и остаточное напряжение на ключевых элементах. Устройство содержит трансформатор

1 и в каждом плече диод 2, варикап 3, резисторы 4 и 5 и ключевой элемент 6, состоящий из полевого 7 и биполярного 8 д транзисторов и силового диода 9. 1 ил. ..

1383479

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных двухполярных сигналов в различных радиотехнических и импульсных устройствах, например генераторах, системах управления шаговыми двигателями и др.

Целью изобретения является повышение

КПД устройства при расширении рабочего диапазона частот путем введения в каждое плечо устройства варикапа и второго резистора за счет использования цепей перезаряда входной емкости ключевого элемента с различными постоянными времени,,, благодаря чему обеспечиваются минимальные времена переключения ключевого эле, мента, уменьшаются сквозные токи и остаточное напряжение на ключевых элементах.

На чертеже приведена принципиальная

; схема ключевого устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 и в каждом плече диод 2, варикап 3, первый 4 и второй 5 резисторы и ключевой элемент 6, состоящий из полевого 7 и биполярного

8 транзисторов и силового диода 9.

Катод диода 2 и первый вывод первого резистора 4 каждого плеча подключены к соответствующей входной клемме 10 и 11 устройства.

Выводы 12 и 13 вторичной обмотки трансформатора 1 являются выходными клеммами устройства.

Транзисторы 7 и 8 ключевых элементов 6 включены по схеме составного транзистора, причем сток полевого 7, коллектор биполярного 8 транзисторов и катод силового диода 9 объединены и подключены к соответствующим крайним выводам первичной обмотки трансформатора 1, а средняя точка этой обмотки подключена к клемме 14 источника питания.

Эмиттер биполярного транзистора 8, анод силового диода 9 и анод варикапа 3 соединены с общей шиной 15.

Затвор полевого транзистора 7 в каждом плече устройства соединен с анодом диода 2 и с первым выводом второго резистора 5. Вторые выводы резисторов 4 и 5 объединены и соединены с катодом варикапа 3.

Устройство работает следующим образом.

От внешнего возбудителя на входных клеммах 10 и 11 устройства формируются разнополярные импульсы напряжения. Ключевой элемент 6 открывается положительным импульсом и закрывается отрицательным, При этом в одной из половин первичной обмотки трансформатора 1 протекает ток, который индуцирует во вторичной обмотке трансформатора импульс напряжения той или иной полярности, который снимается с выходных клемм 12 и 13 устройства.

Из-за различия во временах включения и выключения биполярного транзистора 8 ключевого элемента 6 в переходном процессе

25 За счет нелинейности емкости обратно включенного варикапа 3 несмотря на внесение определенной задержки включения на начальном этапе переходного процесса процесс нарастания напряжения на затворе полевого транзистора осуществляется форси30 рованно. При этом обеспечивается необхо димое нарастание тока полевого транзистора именно в тот момент времени, когда требуется уменьшение остаточного напряжения на биполярном транзисторе, что ведет к уменьшению потерь мощности.

Таким образом, осуществляется повышение КПД работы устройства и уменьшаются потери мощности на больших частотах за счет уменьшения вероятности йоявления сквозных токов при использовании реаль40 ных полевых транзисторов с большими разбросами величин входных параметров.

Формула изобретения

5

2 через одновременно открытые ключевые элементы 6 возможно протекание больших сквозных токов.

Причем время выключения значительно превышает время включения ключевого элемента, Поэтому разряд входной емкости ключевого элемента — емкости затвористок полевого транзистора 7, когда осуществляется выключение ключевого элемента 6, производится через диод 2 с минимальной постоянной времени. Заряд той же емкости осуществляется по цепи резисторов 4 и 5. При этом вначале заряжается емкость обратно включенного варикапа 3, которая превышает входную емкость ключевого элемента 6. За счет этого и в связи с тем, что суммарная величина сопротивлений резисторов 4 и 5 может быть выбрана меньше, устраняется влияние разброса величины входной емкости ключевого элемента 6. Это дает возможность существенно уменьшить запас на величину задержки, учитывающей реальный разброс величины емкости затвор-исток полевого транзистора и повысить тем самым рабочую частоту переключения.

Ключевое устройство, содержащее трансформатор и в каждом из двух плеч первый резистор и диод, а также ключевой элемент, состоящий из силового диода, полевого и биполярного транзисторов, эмиттер биполярного транзистора соединен с анодом силового диода и с общей шиной, база — с истоком, а коллектор — со стоком полевого транзистора, с катодом силового диода и соответственно с одним из крайних выводов первичной обмотки транс форматора, средняя точка которой подключена к клемме источника питания, выводы вторичной обмотки трансформатора являются выходными клеммами устройства, входные клеммы устройства соединены соответственно в каждом плече с первым вы1383479

3 водом первого резистора и с катодом диода, анод которого подключен к затвору полевого транзистора, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД при повышении рабочего диапазона частот, в каждое из плеч устройства введен второй ре4 зистор и варикап, первый вывод второго резистора подключен к затвору соответствующего полевого транзистора, а вторые выводы резисторов объединены и подключены к катоду варикапа, анод которого

5 соединен с общей шиной.

Составитель В. Лементуев

Реда кто р В. Б угре нк о ва Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 92,0/54 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ® — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4