Транзисторный ключ переменного тока
Применение: электротехника, коммутационная аппаратура переменного тока. Сущность: устройство содержит два транзистора разного типа проводимости, два диода, трансформатор питания, управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью, включенные определенным образом. 1 ил.
Изобретение относится к коммутационной аппаратуре переменного тока и может быть использовано при построении устройств, в составе которых необходим ключевой элемент переменного тока.
Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2. 1 г. выполненный на двух параллельных ветвях последовательно и встречно включенных транзисторов и диодов. Схема управления таким ключом имеет два выхода, каждый из которых подключен к соответствующему транзистору, причем выходы имеют общий провод. В случае применения схемы управления с трансформаторным выходом из-за необходимости вывода средней (нулевой) точки вторичной обмотки трансформатора, приходится усложнять схему управления. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2.1, д] выполненный на основе мостовой схемы выпрямления, в диагональ постоянного тока которой включен транзистор, работающий в режиме ключа. Схема управления для данного ключа проще, поскольку осуществляется управление только одним транзистором. Недостатком такого ключа является уменьшение выходной мощности из-за применения большего количества диодов и увеличения рассеиваемой мощности на транзисторе. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2.1, в] содержащий два биполярных транзистора и два диода, включенных встречно-параллельно. В случае применения для управления ключом схемы с трансформаторным выходом трансформатор должен иметь две гальванически не связанные вторичные обмотки, каждая из которых подключена к соответствующему транзистору ключа, или необходимо применение двух трансформаторов. Недостатком известного устройства в случае применения схемы управления с трансформаторным выходом является ее усложнение, связанное с необходимостью применения выходного трансформатора с двумя гальванически не связанными между собой вторичными обмотками, каждая из которых подключена к соответствующему транзистору ключа, или применения двух трансформаторов. Наиболее близким к предлагаемому устройству является коммутатор переменного тока [2] содержащий первый транзистор n-p-n-типа проводимости, второй транзистор p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, первый диод, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, второй диод, анод которого соединен с коллектором второго транзистора, первый вывод нагрузки подключен к объединенным аноду первого диода и катоду второго диода, трансформатор питания с первичной и вторичной обмотками, резистор и ключ управления, который включен между объединенными базами первого и второго транзисторов и общей шиной, первичная обмотка трансформатора питания подключена к шинам питания, а вторичная обмотка включена между общей шиной и вторым выводом нагрузки, объединенные базы первого и второго транзисторов через резистор подключены к промежуточному выводу вторичной обмотки трансформатора питания. Недостатком такого устройства является сравнительно низкий КПД, что объясняется потерями мощности в резисторе цепи управления в режимах замкнутого и разомкнутого транзисторного ключа. Изобретение направлено на упрощение схемы управления транзисторным ключом переменного тока и повышение КПД устройства. Поставленная задача решена благодаря тому, что в известном устройстве исключен резистор и изменено соединение ключа управления с элементами устройства. Ключ управления включен между объединенными базами транзисторов и промежуточным выводом вторичной обмотки трансформатора. Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, выражается в помещении КПД устройства за счет существенного уменьшения потерь в схеме управления в режиме разомкнутого транзисторного ключа из-за прекращения протекания тока в базовых цепях транзисторов при размыкании ключа управления. Кроме того, упрощается устройство управления ключом путем исключения резистора в цепи управления, который принципиально необходим в схеме известного коммутатора переменного тока. На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство содержит транзистор 1 n-p-n типа проводимости, транзистор 2 p-n-p типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, диод 3, катод которого соединен с коллектором транзистора 1, диод 4, анод которого соединен с коллектором транзистора 2, нагрузку 5, трансформатор питания 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками, ключ управления 9, включенный между объединенными базами транзисторов и промежуточным выводом вторичной обмотки 8 трансформатора. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подключении устройства к сети переменного тока и разомкнутом ключе управления 9 ток через нагрузку не протекает (транзисторы закрыты), так как на переходах база эмиттер транзисторов создается напряжение, близкое к нулю. Ток от промежуточного вывода вторичной обмотки 8 трансформатора не протекает, так как ключ управления 9 разомкнут. При замыкании ключа управления ток от промежуточного вывода обмотки 8 через ключ 9 поступает в базу транзистора 1 (положительная полуволна) или в базу транзистора 2 (отрицательная полуволна). Этот ток попеременно открывает транзисторы 1 и 2 и через нагрузку 5 начинает протекать переменный ток. Положительная полуволна этого тока протекает через диод 3 и открытый транзистор 1, а отрицательная через диод 4 и открытый транзистор 2. Таким образом, в представленном транзисторном ключе переменного тока нет необходимости замыкания объединенных баз и эмиттеров между собой через ключ управления для обеспечения закрытого состояния транзисторов, как это сделано в известном устройстве (при этом вся мощность рассеивается на резисторе). Применение последовательно включенного ключа управления позволяет улучшить энергетические показатели схемы управления и всего устройства. 56. 1. Миловзоров В.П. Муcолин А.K. Диcкретные cтабилизаторы и формирователи напряжения. М. энергоатомиздат, 1986, c. 33. 2. Авторcкое cвидетельcтво СССР N 1499476, кл. HОЗK 17/68, 1987.Формула изобретения
ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий первый транзистор n-p-n-типа проводимости, второй транзистор p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, первый диод, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, второй диод, анод которого соединен с коллектором второго транзистора, базы транзисторов объединены, первый вывод нагрузки подключен к объединенным аноду первого диода и катоду второго диода, трансформатор питания с первичной обмоткой, подключенной к входным выводам устройства для подключения к сети переменного тока, и вторичной обмоткой, имеющей промежуточный вывод и включенной между вторым выводом нагрузки и общей шиной, управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью, отличающийся тем, что управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью включен между промежуточным выводом вторичной обмотки трансформатора и объединенными базами транзисторов.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Электронный ключ // 2024187
Изобретение относится к электронной технике, в частности к импульсной технике, и может быть использовано в модуляторах импульсных передатчиков РЛС
Высоковольтный транзисторный ключ // 2006181
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации высоких напряжений, например, во вторичных источниках электропитания
Транзисторный ключ // 1824673
Изобретение относится к коммутации силовых электрических сигналов, например в устройствах автоматики или преобразовательной техники
Силовой транзисторный ключ // 1823136
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве бесконтактной защиты вторичных источников электропитания
Транзисторный ключ // 1786653
Коммутатор переменного напряжения // 1774488
Удвоитель частоты // 1774479
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
Способ передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой и устройство для его осуществления // 2254671
Изобретение относится к области передачи информации и может быть использовано для передачи информационных сигналов по линии связи с гальванической развязкой
Электронный переключающий модуль // 2297344
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
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.
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.
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.
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.
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.
Изобретение относится к устройствам управления и защиты силовых ключей, используемых для преобразования энергии в инверторах напряжения и тока. Технический результат заключается в повышении устойчивости к перегрузкам по току и помехам в цепях управления. Устройство управления и защиты силового ключа содержит: дискретный импульсный вход, логический элемент «НЕ», логический элемент «ИЛИ» на два входа, логический элемент «И» на два входа, RS-триггер, первый и второй одновибраторы формируют импульсы заданной длительности по фронту импульса на входе каждого из одновибраторов, импульс положительной полярности с фиксированной длительностью появляется на прямом выходе одновибратора, а импульс отрицательной полярности с той же длительностью появляется на инверсном выходе одновибратора, логический элемент «И» на три входа. Линия задержки по входу соединена с выходом логического элемента «И» на три входа, по выходу соединена с выходом устройства и предназначена для блокирования импульсов с длительностями, меньшими заданного времени, компаратор положительным входом соединен с аналоговым токоизмерительным входом устройства, отрицательным входом соединен с источником опорного напряжения, выходом соединен со вторым входом логического элемента «ИЛИ» на два входа и предназначен для ограничения тока силового ключа. 7 ил.
