Устройство для защиты переключающего транзистора

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение надежности работы переключающих транзисторов путем защиты от перегрузок по току и уменьшения динамических потерь в номинальном режиме при закрывании переключающего транзистора. При достижении током нагрузки предельного значения открывается вспомогательный транзистор 8 и шунтирует ток базы переключающего транзистора 2. Повышающееся напряжение на коллекторе переключающего транзистора 2 способствует регенеративному процессу открывания транзистора 8 и формированному рассасыванию базового заряда переключающего транзистора 2. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (54)5 Н 02 Н 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

+ n

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679712/07 (22) 18.04,89 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Научно-исследовательский институт автоматики Научно-производственного объединения автоматики (72) И.Г.Ребрин, З,В.Лемш и Б.А.Ануфриев (53) 621.314.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 694954, кл. Н 02 М 1/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1124412, кл. Н 02 М 1/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N.836136, кл. Н 02 Н 7/10, Н 02 М 1/18,1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕГО ТРАНЗИСТОРА. Ы 1723622 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы переключающих транзисторов путем защиты от перегрузок по току и уменьшения динамических потерь в номинальном режиме при закрывании переключающего транзистора. При достижении током нагрузки предельного значения открывается вспомогательный транзистор 8 и шунтирует ток базы переключающего транзистора 2. Повышающееся напряжение на коллекторе переключающего транзистора 2 способствует регенеративному процессу открывания транзистора 8 и формированному рассасыванию базового заряда переключающего транзистора 2. 1 ил.

1723622

Изобретение относится к преобразовательной технике и используется для защиты транзисторных ключей.

Известно устройство для управления силовым транзисторным ключом. содержа- 5 щее управляющий трансформатор, базовый резистор, силовой транзистор, запирающий конденсатор, вспомогательный транзистор, разделительный диод, резистор.

Недостатком этого устройства является 10 то, что оно не защищает силовой транзистор при перегрузках по току и мощности, Известно устройство для защиты переключающего транзистора, содержащее переключающий транзистор, нагрузку в цепи 15 коллектора переключающего транзистора, первый и второй режимозадающие резисторы в цепи переключающего транзистора, диодную цепочку, три диода, конденсатор, тиристор, делитель в цепи управляющего 20 электрода тиристора, токоограничивающий резистор, пороговый элемент и датчик тока.

Недостатком этого устройства является то, что оно уменьшает мощность рассеивания на переключающем транзисторе путем 25 уменьшения времени переходных процессов запирания только в режиме перегрузок по току и не уменьшает динамические потери в номинальном режиме. Данное устройство работоспособно только при 30 разнополярном управляющем напряжении, причем первым должен быть обязательно отрицательный импульс.

Наиболее близким по технической сущ- 35 ности к предлагаемому устройству является устройство для защиты переключающего транзистора, содержащее переключающий транзистор с датчиком тока, включенным между эмиттером переключающего транзи- 40 стара и общей шиной, RC-цепочку, свободный вывод конденсатора которой подключен к общей шине, а свободный вывод второго резистора подключен к коллектору переключающего транзистора и через 45 нагрузку к +Еп, вспомогательный «ранзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор — к базе переключающего транзистора и одному выводу третьего резистора, а база через резистор соединена с 50 датчиком тока и через дополнительный ре-. зистор с коллектором своего транзистора, а через диод диодного ключа со средней точкой RC-цепочки, которая через второй диод диодного ключа подключена к точке соеди- 55 нения другого вывода третьего резистора с одним. выводом источника управляющего сигнала, другой вывод которого подключен к общей шине.

Недостатком данного устройства является отсутствие мер, уменьшающихдинамические потери при выключении переключающего транзистора при отсутствии перегрузок по току, что ведет к снижению надежности работы переключающих транзисторов в схемах источников вторичного электропитания преобразовательной техники, Цель изобретения — повышение надежности в работе переключающих транзисторов путем защиты от перегрузок по току и уменьшения динамических потерь в номинальном режиме при закрывании переключающего транзистора.

Поставленная цель достигается введением в устройство, содержащее neðåêëþ÷àющий транзистор с датчиком тока, включенным между эмиттером переключающего транзистора и общей шиной, RC-цепочку, свободный вывод конденсатора которой подключен к общей шине, а свободный вывод второго резистора подключен к коллектору переключающего транзистора и через нагрузку к +E, вспомогательный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор — к базе переключающего транзистора и одному выводу третьего резистора, база через резистор соединена с датчиком тока и через дополнительный резистор с коллектором своего транзистора, а через диод диодного ключа— со средней точкой RC-цепочки, которая через второй диод диодногохлюча подключена к точке соединения другого вывода третьего резистора с одним выводом источника управляющего сигнала, другой вывод которого подключен к общей шине, дополнительного диода, резистора и транзистора.

На чертеже представлено устройс во для защиты переключающего транзистора, устройство для защиты переключающего транзистора содержит да чик 1 тока, включенный между эмиттером переключающего транзистора 2 и общей шиной, RC-цепочку 3, свободный вывод конденсатора 4 которой подключен к общей шине, а свободный вывод резистора 5 подключен к коллектору переключающего транзистора 1 и через нагрузку 6 к +Еп, вспомогательный транзистор 7, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор — к базе переключающего транзистора 1, база через первый резистор 8 подключена к колектору своего транзистора, а через второй резистор 9 — к змиттеру переключающего транзистора 2 и через первый диод 10 подключена к средней точке RC-цепочки 3, которая через второй диод 11 подключена к точке соединения одного вывода третьего резистора 12 с одним выводом источника управляющего сигнала, другой вывод которого подключен к общей

1723622 потерь и повышению надежности переключающего транзистора 2.

Изобретение позволяетуменьшить время выключения переключающего транзистора, что уменьшает динамические потери при его закрывании путем форсированного рассасывания заряда базы, в результате чего повышается надежность и расширяются функциональные возможности путем защиты переключающего транзистора от перегрузок по току и уменьшения динамических потерь при его закрывании, а также путем расширения диапазона частот коммутации вследствие уменьшения времени выключения при использовании устройства в источниках вторичного электропитания.

Формула изобретения

Составитель 3,Лемш

Техред М,Моргентал Корректор А.Осаулен ко

Редактор С,Лисина

Заказ 1067 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 шине. Змиттер дополнительного транзистора 13 подключен к коллектору вспомогательного транзистора 7 и к катоду дополнительного диода 14, коллектор — к общей шине и к одному выводу дополни- 5 тельного резистора 15, а база — к другому выводу дополнительного резистора 15,к аноду дополнительного диода 14 и к другому выводу третьего резистора 12.

Устройство для защиты переключающе- 10 го транзистора работает следующим образом.

При поступлении положительного управляющего сигнала через третий резистор

12 со схемы управления на базу переключа- 15 ющего транзистора 2 последний, а в результате наличия RC-цепочки 3 обеспечивается задержка открывания вспомогательного транзистора 7, Когда ток нагрузки достигает предельного значения, вспомогательный 20 транзистор 7 открывается падением напряжения на датчике 1 тока и шунтирует ток базы переключающего транзистора 2. Повышающееся напряжение на коллекторе переключающего транзистора 2 через рези- 25 стор 5 RC-цепочки 3 через первый диод 10 еще более открывает вспомогательный транзистор 7, способствуя регенеративному процессу его открывания и форсированному рассасыванию базового заряда переключаю- 30 щего транзистора 2 при токовой перегрузке.

При окончании управляющего сигнала в но-. минальном режиме в точке+Мудр появляется нулевой потенциал. Напряжение в средней точке RC-цепочки 3 не превышает падения 35 напряжения на прямосмещенном р-и переходе второго диода 11, поэтому вспомогательный транзистор 7 закрыт, а переключающий транзистор 2 остается открытым на время рассасывания накопленного заряда на его 40 базе, В этот момент происходит закрывание дополнительного диода 14 и накопленный заряд из базовой области переключающего транзистора 2 начинает протекать через база-змиттерный переход дополнительного 45 транзистора 13, дополнительный резистор

15, что вызывает открытие дополнительного транзистора 13, в результате чего ускоряется процесс закрывания переключающего транзистора 2, что приводит к снижению 50

Устройство для защиты переключающего транзистора, содержащее датчик тока, включенный между эмиттером переключающего транзистора и общей шиной, RC-цепочку, свободный вывод конденсатора которой подключен к общей шине, а свободный вывод резистора подключен к коллектору переключающего транзистора и через нагрузку к положительной шине, вспомогательный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор — к базе переключающего транзистора, а база через первый резистор подключена к коллектору своего транзистора, а через второй резистор — к змиттеру переключающего транзистора и через первый диод подключена к средней точке RC-цепочки, которая через второй диод подключена. к точке соединения одного вывода третьего резистора с одним выводом источника управляющего сигнала, другой вывод которого подключен к общей шине, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительными диодами, резистором и транзистором, эмиттер которого подключен к коллектору вспомогательного транзистора и к катоду дополнительного диода, коллектор — к общей шине и к одному выводу дополнительного резистора, а база — к другому выводу дополнительного резистора, к аноду дополнительного диода и к другому выводу третьего резистора,