Силовой транзисторный ключ

Авторы патента:

H03K17/687 - устройства, представляющие собой полевые транзисторы

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве бесконтактной защиты вторичных источников электропитания. Силовой транзисторный ключ содержит: 2 МДП-транзистора с индуцированным п-каналом (1, 2), 1 блок защиты (3), ки, Соы . од 87. ехтве ниый ци (3), 2 резистора (4, 5), первый из которых является нагрузочным, и 1 датчик тока (6), выходные выводы которого подключены к соответствующим управляющим выводам блока защиты 3, первый входной вывод которой подключен к затворам обоих МДП- транзисторов и первому выводу второго резистора 5, второй вывод которого подключен к клемме входного напряжения и стоку первого МДП-транзистора 1. а первый вывод первого резистора 4 подключен к общей шине и второму входному выводу блока защиты . Повышение КПД достигается за счет того, что сток второго МДП-транзистора 2 подключен к схеме входного напряжения, в его исток и подложка подключены к первому входному выводу датчика тока 6, второйвходной вывод которого подключен к подложке первого МДП-транзистора 1, исток которого подключен к второму выводу первого резистора. о ttffr -о LL. с/ С со ю со со Os

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 03 К 17/687

ГОСУДАРСТВЕН-НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) i ьь OI94lAI

Ц <чЯЯиЦ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4945594/21 . (22) 17.06.91 (46) 23.06.93. Бюль 23 (71) Московский Mcnab радиотехники. электроники и автоматики (72) Д;В.Игумнов, В.А.Масловский и В.Н.Соловьев (56) Микроэлектронные электросистемы.

Применения в радиоэлектронике. Под ред.Ю.И.Конева. М. ° "Радио и связь", 1987, C.157, рис.6.12а и б. с.161, рис.6.17.

Авторское свидетельство СССР

N. 1622943, кл. Н 03 K 17/687. (54) СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве бесконтактной защиты вторичных источников электропитания. Силовой транзисторный ключ содержит: 2 МДП-транзистора с индуцированным и-каналом (1, 2), 1 блок защиты (3), „„Я2 „„1823136 А1

2 резистора (4, 5), первый из которых является нагрузочным, и 1 датчик тока (6), выходные выводы которого подключены к соответствующим управляющим выводам блока защиты 3, первый входной вывод которой подключен к затворам обоих МДПтранзисторов и первому выводу второго резистора 5, второй вывод которого подключен к клемме входного напряжения и стоку первого МДП-транзистора 1, а первый вывод первого резистора 4 подключен к общей шине и второму входному выводу блока защиты. Повышение КПД достигается за счет того, что сток второго МДП-транзистора 2 подключен к схеме входного напряжения, а его исток и подложка подключены к первому входному выводу датчика тока 6, второйвходной вывод которого подключен к подложке первого МДП-транзистора 1, исток которого подключен к второму выводу первого резистора.

ФйЮл

1823136 счет присутствии положительного напряжения на затворах МДП-транзисторов 1 и 2 они находятся в открытом состоянии и через 45 них протекают соответствующие. токи. При этом ток, протекающий через МДП-транзистор 2 (и датчик тока 6), является током базы (подложки) биполярного и-р-и транзистора, входящего в структуру МДП-транзистора 1.

В результате оказывается, что МДП-транзистор 1 в рабочем режиме представляет из себя параллельно вклю генные МДП- и биполярный транзисторы, что и обеспечивает малое сопротивление открытого МДП-транзистора 1. Особо отметим, что основным недостатком мощного ЫДП-транзистора является более высокое остаточное напряжение (l

Изобретение относится к импульсной технике и может быть Mcfloflb3008< lo в качестве устройства бесконтактной защиты вторичных исто <ников электропитания.

Целью изобретения является повышение КПД устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема силового транзисторного ключа, состоящая иэ двух МДП-транзисторов с иг<дуцированным и-каналом 1 и 2, схемы защиты 3, двух резисторов 4 и 5, датчика тока 6. Затворы МДП-транзисторов 1 и 2 подклю <ены к первому входному выводу схемы защиты 3 и первому выводу резистора 5, второй вывод которого подключен к стокам МДП-транзистора 1 и 2 и клемме входного напряжения. Исток МДП-транзистора 1 подключен ко второму выводу сопротивления нагрузки 4, первый вывод которого подкл<очен ко второму входному выводу схемы защиты 3 и общей шине. Исток и подложка МДП-транзистора 2 подключены к первому входному выводу датчика тока G, второй входной вывод которого подключен к подложке МДП-транзистора 1, Выходные выводы датчика тока 6 подключены к соответствующим управля<ощим выводом схемы защиты 3.

Схема защиты 3 может быть выполнена различным образом. Например, ее выходная часть может быть выполнена с помощью

МДП-транзистора, сток и исток которого подкл<очены к выходным выводам схемы, а на его затвор подается управляющий сигнал с датчика тока 6, который и открывает этот

МДП-транзистор в аварийной ситуации. Могут быть использованы и другие, более сложные варианты схемы защиты. Датчик тока 6 может быть выполнен как в виде резистора, так и в ином виде, Заявляемое устройство работает следующим образом. В рабочем состоянии за

40 потерям. В заявляемом устройстве в рабочем режиме биполярный и-р-и транзистор будет шунтировать МДП-структуру, в результате чего и будут иметь место лишь малые потери энергии, обусловленные малым остаточным напряжением и-р-и транзистора. Кроме того. датчик тока 6 включен в цепь подложки (базы) МДП-транзистора 1, ток которой существенно меньше его тока стока.

При возникновении аварийной ситуации(например, при возникновении короткого замыкания нагрузки 4) возрастает не только ток стока МДП-транзистора 1, но и ток его подложки (базы), за счет чего и возникает сигнал аварии на датчике 6. Этот сигнал воздействует на схему защиты 3, в результате чего напряжение на затворах

МДП-транзисторов 1 и 2 становится близким к нулю (затворы подключаются к общей шине) Таким образом окажутся закрытыми

МДП-транзисторы 1 и 2. а также биполярный п-р-и транзистор, входящий в структуру

МДП-транзистора 1, т,е. будет практически обесточено все устройство.

Итак, за счет малых потерь энергии как на открытом МДП-транзисторе 1, так и на датчике тока 6 (включенном в слаботочную цепь), реализуется повышение КПД устройства.

Экспериментальная проверка силового транзисторного ключа была проведена на лабораторных образцах и серийных МДПтранзисторах: КП305, КП901. КП904, 2П803.

По сравнению с аналогами и прототипом в заявляемом устройстве удалось повысить

КПД. Так, при сопротивлении нагрузки в 10

Ом Ъ прототипе КПД составлял 0,93, а в заявляемом устройстве 0.97.

Хотя экономический эффект в заявляемом устройстве не создается, технология

его изготовления практически не усложняется. При использовании силового транзисторного кл<оча экономический эффект может быть достигнут за счет повышения

КПД. Этот эффект можно будет оценить после изготовления опытного образца и использования в конкретной аппаратуре.

Формула изобретения

Силовой транзисторный ключ, содержащий два МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, блок защиты, два резистора. первый иэ которых является нагрузочным, и датчик тока, выходные выводы которога подключены к соответствующим управляющим выводам блока защиты, первый входной вывод которого подключен к затворам обоих

МДП-транзисторов и первому выводу второго резистора, DTopoA вывод которого подключен

1823136

Составитель В,Соловьев

Техред М.Моргентал Корректор Е,Папп

Редактор

Заказ 2186 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 к клемме входного напряжения и стоку первого МДП-транзистора. а первый вывод первого резистора подключен к общей шине и второму входному выводу блока защиты. о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью повышения

КПД. сток второго МДП-транзистора подключен к клемме входного напряжения, а его исток и подложка подключены к первому входному выводу датчика тока, второй входной вывод которого подключен к подложке первого МДП-транзистора, исток которого

5 подключен к второму выводу первого резистора.

Похожие патенты:

Транзисторный ключ // 1786653

Электронное реле // 1765886

Изобретение относится к коммутационной технике

Транзисторный ключ // 1760629

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам коммутации сильноточных электрических сигналов, и может быть использовано в устройствах электропривода и преобразователях энергии постоянного напряжения

Полевой транзисторный ключ // 1750050

Коммутатор с переменой знака выходного напряжения // 1746528

Полевой транзисторный ключ // 1734205

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для коммутации различного вида нагрузок, включая электромагнитные при постоянном питающим напряжении, и может быть использовано в устройствах электропривода, импульсных транзисторных преобразователях и т.п

Многоканальный коммутатор // 1723667

Коммутатор // 1721817

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности, может быть использовано для коммутации сигналов переменного тока и постоянного тока, положительной полярности

Ключевое устройство // 1721796

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в мощных ВЧ-генераторах радиопередающих устройств и технологических установок

Ключевой генератор // 1720148

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использоеа- .ния в качестве мощных В Ч генераторов радиопередающих устройств и технологических установок

Электронный переключающий модуль // 2297344

Схема возбуждения емкостной нагрузки и устройство отображения, включающее в себя ее // 2454791

Изобретение относится к схеме возбуждения емкостной нагрузки, которая возбуждает емкостную нагрузку на основании входного напряжения, и к устройству отображения, включающему в себя схему возбуждения емкостной нагрузки

Высоковольтный транзисторный ключ // 2006181

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации высоких напряжений, например, во вторичных источниках электропитания

Электронный ключ // 2024187

Изобретение относится к электронной технике, в частности к импульсной технике, и может быть использовано в модуляторах импульсных передатчиков РЛС

Транзисторный ключ // 1824673

Изобретение относится к коммутации силовых электрических сигналов, например в устройствах автоматики или преобразовательной техники

Переключающее устройство с каскодной схемой // 2540794

Изобретение относится к области электронной схемотехники, в частности к переключающему устройству. Достигаемый технический результат - ограничение скорости изменения напряжения на переключателях или задание определенного уровня этого напряжения. Переключающее устройство для переключения тока между первым выводом (1) и вторым выводом (2) содержит каскодную схему с последовательным включением первого полупроводникового переключателя (М) и второго полупроводникового переключателя (J), оба полупроводниковых переключателя (М, J) соединены друг с другом через общую точку (13), при этом управление первым полупроводниковым переключателем (М) производится посредством первого управляющего входа в соответствии с напряжением между первым управляющим входом и первым выводом (1), а управление вторым полупроводниковым переключателем (J) производится посредством второго управляющего входа (4) в соответствии с напряжением между вторым управляющим входом (4) и общей точкой (13), а между вторым выводом (2) и по меньшей мере одним из управляющих входов подключена управляющая схема, оснащенная емкостью (С), выполненной с возможностью предварительной установки ее величины. 12 з.п. ф-лы. 7 ил.

Переключающая схема и полупроводниковый модуль // 2557456

Изобретение относится к переключающимся схемам. Технический результат заключается в уменьшении нагрузки на схему формирователя сигналов управления затвором. Переключающая схема включает в себя: первый переключающий элемент; резистор, вставленный между управляющим электродом первого переключающего элемента и схемой управления, которая выполняет управление переключением для первого переключающего элемента; и первый конденсатор и второй переключающий элемент, подключенные между управляющим электродом первого переключающего элемента и электродом на стороне с низким потенциалом первого переключающего элемента. Электрод на стороне с высоким потенциалом второго переключающего элемента подключен к управляющему электроду первого переключающего элемента. Электрод на стороне с низким потенциалом второго переключающего элемента подключен к одному электроду первого конденсатора. Другой электрод первого конденсатора подключен к электроду на стороне с низким потенциалом первого переключающего элемента. Управляющий электрод второго переключающего элемента подключен к электроду резистора, подключенного к схеме управления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Полупроводниковый переключатель с надежным поведением при отключении питания и низкой мощностью управления // 2586447

Использование: для соединения/отсоединения электрооборудования. Сущность изобретения заключается в том, что переключающее устройство содержит схему изоляции и схема управления переключением выполнена с возможностью включать двунаправленный полупроводниковый переключатель (M1, M2) в ответ на появление напряжения питания, поданного через схему источника напряжения смещения, полученного из энергосети, или по меньшей мере одного управляющего сигнала, поданного через схему изоляции; при этом упомянутая схема управления переключением содержит схему защелки, и упомянутая схема изоляции содержит сигнальный преобразователь или оптронную пару для подачи упомянутого по меньшей мере одного управляющего сигнала схеме обработки сигналов для формирования команд управления, которые будут поданы упомянутой схеме защелки. Технический результат: обеспечение возможности создания двунаправленного полупроводникового переключателя (M1, M2) с чрезвычайно низким потреблением энергии управления и цепью компенсационной обратной связи, которая дает возможность надежного запуска работы переключателя и главного устройства после неограниченных по продолжительности перерывов в подаче питания от электрической сети. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Высокочастотное энергоснабжение нагрузки без согласования импедансов // 2594748

Устройство энергоснабжения для нагрузки (1) имеет источник (2) постоянного напряжения, некоторое число ступеней (3) переключения и управляющее устройство (4). Ступени (3) переключения соединены с источником (2) постоянного напряжения, нагрузкой (1) и управляющим устройством (4), так что нагрузка (1) является подключаемой на основе соответствующего управления ступенями (3) переключения посредством управляющего устройства (4) к источнику (2) постоянного напряжения. Ступени (3) переключения содержат соответственно полевой транзистор (5) и некоторое число безынерционных диодов (9, 9'), включенных встречно-параллельно соответствующему полевому транзистору (5). Полевые транзисторы (5) имеют предельную частоту (fG), до которой они максимально могут эксплуатироваться. Каждый безынерционный диод (9, 9') имеет время (Т) восстановления. Для каждой ступени (3) переключения времена (Т) восстановления всех безынерционных диодов (9, 9'), включенных встречно-параллельно соответствующему полевому транзистору (5), приблизительно корреспондируются с обратной величиной предельной частоты (fG) соответствующего полевого транзистора (5). Управляющее устройство (4) управляет ступенями (3) переключения, по меньшей мере временами, таким образом, что на основе неточного согласования мощность отражается назад в ступени (3) переключения. Технический результат - возможность эксплуатации вблизи предельной частоты. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Переключающее устройство, устройство преобразования мощности, устройство возбуждения двигателя, нагнетатель воздуха, компрессор, кондиционер воздуха, холодильник и морозильный аппарат // 2632916

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве преобразования мощности, переключающем устройстве, устройстве возбуждения двигателя, нагнетателе воздуха, компрессоре, кондиционере воздуха, холодильнике и морозильном аппарате. Задачей настоящего изобретения является обеспечение переключающего устройства в устройстве преобразования мощности, которое расположено между источником питания и нагрузкой, причем устройство преобразования мощности включает в себя шунтирующее сопротивление и переключающий элемент и способно к выполнению стабильного управления переключающим устройством. Переключающее устройство включает в себя переключающий элемент (21a), который включает в себя вывод затвора, схему (51a) возбуждения затвора, которая подает напряжение Vcc возбуждения на вывод затвора переключающего элемента (21a), и блок (8) управления, который генерирует сигнал возбуждения для подачи на схему (51a) возбуждения затвора, и причем значение, получаемое вычитанием порогового напряжения Vth переключающего элемента (21a) из напряжения Vcc возбуждения для подачи на вывод затвора переключающего элемента (21a), больше, чем произведение значения Rsh+Rdc сопротивления от эмиттера переключающего элемента (21a) до отрицательного электрода схемы (51a) возбуждения затвора и максимального значения Ipeak тока, который протекает через переключающий элемент (21a). 31 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.