Двухтактный коммутатор

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

< 805495 (61) Дополмительмое к авт. саид-ву (22) Заявлемо 01. 02. 79 (21) 2718736/18-21 с присоедимемием заявки йо

51)М Кл з

Н 03 К 17/60

Государственный комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150281. Бюллетень Йо 6 (53) УДК 621. 382 (088. 8) Дата опубликования описания 170281 (72) Авторы изобретения

И.М. Хейфец, В.Г. Павлов, C.А. Му (71) Заявитель (54) ДВУХТАКТНЫЙ КОММУТАТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве двухтактного коммутатора в усилителе мощности.

Известно устройство коммутации силовыми транзисторами, выполненное иа симметричном мультивибраторе с маг-. нитной связью (1j.

Однако в этом устройстве чистота и форма выходного напряжения изменяют 10 ся при изменении сопротивления нагрузки.

Известен также двухтактный коммутатор, содержащий первый и второй силовые транзисторы, коллекторы кото- 15 рых подключены к нагрузке, базы соединены соответственно с первыми выводами первого и второго токозадающих резисторов, а эмиттеры подключены к среднему выводу вторичной обмотки ком-20 мутирующего трансформатора (2 .

Недостатками этого устройства являются невысокое быстродействие, а также значительная рассеиваемая мощность °

Цель изобретения — повышение быстродействия и уменьшение мощности рассеивания.

Для достижения указанной цели в двухтактный коммутатор, содержащий 30 первый и второй силовые транзисторы, коллекторы которых подключены к нагрузке, базы соединены соответственно с первыми выводами первого и второго токозадающих резисторов, а эмиттеры подключены к среднему выводу вторичной обмотки коммутирующего трансформатора, дополнительно введены два транзистора одного типа проводимости с силовыми транзисторами, два транзистора противоположного типа проводимости, два диода, конденсатор и четыре резистора, причем коллекторы первого и второго транзисторов одного типа проводимости с силовыми транзисторами соединены с базами соответственно первого и второго силовых тран зисторов, эмиттеры соединены через конденсатор с эмиттерами силовых транзисторов и через диоды с эмиттерами транзисторов противоположного типа проводимости, базы подключены через первый и второй дополнительные резисторы к эмиттерам второго и первого транзисторов противоположного типа проводимости, базы которых соответственно через третий и четвертый дополнительные резисторы соединены с эмиттерами силовых транзисторов, коллекторы первого и второго транзисторов

805495

Противоположного типа проводимости .Подключены соответственно ко вторым выводам первого и второго токозадающих резисторов, а эмиттеры соединены крайними выводами вторичной обмот и коммутирующего трансформатора, На чертеже приведена электрическая схема предложенного двухтактного коммутатора.

Устройство содержит первый и второй силовые транзисторы 1, 2, коллек- 10 торы которых подключены к нагрузке, например, к выходному трансформатору 3, базы соединены соответственна с первыми выводами первого и вторбго токозадающих резисторов 4, 5, а эмит- 1 твры подключены к среднему выводу 6 вторичной обмотки коммутирующего трансформатора 7. Первый и второй дополнительные транзисторы 8, 9 противоположного типа проводимости по отношению к силовым транзисторам 1, 2, базы которых через резисторы 10, 11 соединены с змиттерами силовых транзисторов 1, 2, коллекторы подключены соответственно к вторым выводам первого и второго токозадающих резисто- 2S ров 4, 5, а эмиттеры соединены с крайними выводами 12, 13 вторичной обмотки коммутирующего трансформатора 7, Первый и второй дополнительные тран,зисторы 14, 15 того же типа проводи- З0 мости, что и силовые транзисторы 1, 2, коллекторы которых соединены соответственно с базами первого и второго силовых транзисторов 1, 2, эмиттеры соединены через конденсатор 16 Зя с эмиттврами силовых транзисторов 1, 2 и через диоды 17, 18 с эмиттерами транзисторов 8, 9, а базы подключены через резисторы 19, 20 соответственно к эмиттерам второго и первого транзисторов 9,8.

Двухтактный коммутатор работает следующим образом.

Входной двухполярный импульсный сигнал поступает на первичную обмотку коммутирующего трансформатора 7. 45

На крайних выводах 12, 13 вторичной обмотки коммутирующего трансформатора .7 относительно его среднего вывода 6 формируются два противоположных по знаку напряжения. $0

Пусть на выводе 12 формируется положительное напряжение, а на выводе 1,3 - отрицательное напряжение относительно среднего вывода 6 коммутирующего трансформатора 7. Тогда транзистор 8 открыт до насыщения базовым током, задаваемым резистором 10. Вывод 12 обмотки через насыщенный транзистор 8 подключается к первому токозадающему резистору 4, которым определяется базовый ток первого силового 40 транзистора 1. При этом последний будет отперт до насыщения. Конденсатор

16 заряжается через диод 18 и вторич.ную обмотку коммутирующего трансформатора 7 с выводами б, 13. Эмиттеры 6S транзисторов 14 и 15 оказываются смещенными относительно среднего вывода б коммутирующего трансформатора 7.

1отрицательным напряжением на конденсаторе 16. Транзистор 9 и транзистор 14 заперты отрицательным напряжением на выводе 13 коммутирующего трансформатора 7, а транзистор 15 отперт до насыщения положительным напряжением, равным сумме напряжений на конденсаторе 16, . на выводе б коммутирующего трансформатора и диоде 17, которое приложено к переходу база-эмиттер через резистор 20. В результате отрицательное напряжение на конденсаторе 16 через насыщенный.транзистор 15 оказывается приложенным к переходу база-змиттер второго силового транзистора 2, и поэтому последний надежно заперт. Таким образом, при положительном напряжении на выводе 12 и отрицательном напряжении на выводе 13 коммутирующего трансформатора 7 первый силовой транзистор 1 находится в насыщенном состоянии, а второй силовой транзистор 2 — в надежном запертом состоянии. При изменении полярности управляющих напряжений на выводах 12 и 13 состояние всех транзисторов изменится на обратное. Второй силовой транзистор 2 будет насыщен, а первый силовой транзистор 1 будет заперт. При этом конденсатор 16 заряжается через диод 17 и вторичную обмотку коммутирующего трансформатора 7 с выводами 6, 12. При паузе на нуле напряжения на вторичной обмотке коммутирующего трансформатора 7 оба силовых транзистора 1 и 2 будут надежно заперты отрицательным напряжением на конденсаторе 16 через отпертые до насыщения транзисторы 14 и 15. При этом транзисторы 8 и 9 также будут заперты.

В предложенном коммутаторе производится активное запирание силовых транзисторов 1 и 2 отрицательным напряжением, получаемом на конденсаторе 16 с помощью дополнительных тран" зисторов 14 и 15. Это позволяет уменьшить время рассасывания избыточного заряда носителей в области базы, т.е. уменьшить время переключения силовых транзисторов 1, 2 из насыщенного состояния в запертое. При этом практически исключаются всплески тока в коммутаторных цепях силовых транзисторов, что резко уменьшает потери мощности в дИнамическом режиме. В данном устройстве во время паузы на нуле коммутирующего напряжения силовые транзисторы 1 и 2 оказываются надежно запертыми отрицательным напряжением. Это позволяет исключить влияние обратного тока коллектора и предельно уменьшить величину начального тока коллектора силовых транзисторов во время паузы на нуле коммутирующего напряжения, т.е. уменьшить стати-

805495 ческую мощность рассеивания как на силовых транзисторах, так и по цепи управления. При этом нагрузкой силовых транзисторов двухтактного комму,татора может быть не только силовой трансформатор, а также дроссель или просто активная нагрузка.

Формула изобретения

Двухтактный коммутатор, содержащий

30 первый и второй силовые транзисторы, коллекторы которых подключены к нагрузке, базы соединены соответственно с первыми выводами первого и второго токозадающих резисторов, а эмиттеры подключены к среднему выводу вторичной обмотки коммутирующего трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения мощности рассеива- 20 ния, дополнительно введены два транзистора одного типа проводимости с силовыми транзисторами, два транзистора противоположного типа проводимости, два диода, конденсатор и четыре д резистора, причем коллекторы первого и второго транзисторов одного типа проводимости с силовыми транзисторами соединены с базами соответственно первого и второго силовых транзисторов, змиттеры соединены через конденсатор с эмнттерами силовых транзисторов и через-диоды с эмиттерами транзисторов противоположного типа проводимости, базы подключены через первый и второй дополнительные резисторы к эмиттерам второго и первого транзисторов противоположного типа проводимости, базы которых соответственно через третий и четвертый дополнительные резисторы соединены с эмиттерами силовых транзисторов, коллекторы первого и второго транзисторов противоположного типа проводимости подключены соответственно ко вторым выводам

Первого и второго токозадающих резисторов, а эмиттеры соединены с крайниии выводами вторичной обмотки комиутирующего трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. "Энергия", 1964, с. 107, рис. 5-1а.

2. Вересов Г. П., Смуряков Ю.Л.

Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. "Энергия", 1978, с. 164, рис. 6-25 (прототип).

ИПИ Заказ 10931/80 ирак 999 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4