Устройство для управления мощным транзисторным ключом

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22} Заявлено 171279 (21) 2853404/18-21 (5()N. Кл.

Н ДЗ К 17/56 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликоваио150981. Бюллетень Н9 34 (53) УДМ 621. 374..33(088.8) Дата опубликования описания 15.0981

В.Ф.Ильин, A.С.Васильев и-В.И.КосуыЩбЩД",, 1 1

НАТЕН.П,О- 1 л „1

Чувашский государственный универс те=ай фЕХНИЯЙЖЪЙ яйоВа и Ленинградский ордена Ленина элект отехвинескнй институт им.В.И.Ульянова (Ле ина) (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНЫМ

ТРАНЗИСТОРНЫМ КЛЮЧОМ

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам преобразовательной техники,. и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной àïïàратуры.

Известно устройство для управления мощным транзисторным ключом, содержащее усилитель-формирователь, выполненный на транзисторе с трансформаторным выходом, вспомогательный транзистор, конденсатор и диод для формирования запирающего напряжения в процессе выключения мощного транзисторного ключа (11.

Недостатком этого устройства является сложность схемы формирования запирающего напряжения для мощного транзисторного ключа, а также увеличение габаритной мощности трансфор- 2О матора, вызванное увеличением необходимой индуктивности рассеяния первичной обмотки для накопления в ней энергии, необходимой для передачи ее в конденсатор и нагрузку.. Кроме того, увеличение индуктивности рассеяния в трансформаторе ухудшает форму переднего фронта импульса управления, что в ряде случаев приводит к увели чению потерь энергии- в мощном тран- 30 зисторном ключе на этапе его включения.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления мощным транзисторным ключом, содержащее усилитель-формирователь, выполненный на транзисторе по схеме с общим змиттером с согласующим выходным трансформатором, у которого первичная обмотка включена в коллекторной цепи транзистора через резистор, а вторичная соединена со входом транзисторного ключа и цепь формирования запирающих импульсов для мощного транзисторного ключа. В этом устройстве цепь формирования запирающих импульсов содержит дополнительный источник напряжения смещения, управляющий транзистор и разделительные диоды (2 ). Недостатком известного устройства для управления мощным транзисторным ключом является сложность схемы управления, обусловленная наличием дополнительного источника напряжения смещения и управляющего транзистора.

Цель изобретения — упрощение схемы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления мощ864565 мым транзисторным ключом, содержащем усилитель-формирователь, выполненный на транзисторе по схеме с общим эмиттером с согласующим выходным трансформатором, первичная обмотка которого включена в коллек;торную цепь транзистора через пер5 вый резистор, а вторичная соединена со входом мощного транзисторного ключа, цепь формирования запирающих импульсов выполнена в виде первого диода, дросселя и второго резистора, которые соединены между собой последовательно и подключены одним выводом к шине питания, а другим — к точке соединения коллектора транзистора и первого резистора, при этом параллель-15 но первому резистору включен обратный диод+

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для управления мощным транзисторным 2р ключом

Устройство для управления мощным транзисторным ключом содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и вторичной — 3, подключенной к переходу база-эмиттер мощного транзисторного ключа 4, токоограничивающие резисторы 5 и 6, диоды 7 и 8, дроссель

9 и транзистор 10.

Устройство работает следующим образом.

При подаче запускающего импульса на вход транзистора 10 происходит его включение, в результате чего по первичной обмотке 2 трансформатора 1 течет ток. Фрон-. опирающего тока мощ- 35 ного транзисторного ключа 4 определяется в основном соотношением между индуктивностью рассеяния трансформатора и сопротивлением резистора 5.

Одновременно через диод 7, обмотку 4р дросселя 9 и резистор 6 начинает протекать экспоненциально нарастающий ток, причем постоянная времени этой цепи такова, что к моменту запирания транзистора 10, ток в ней Устанавли 45 вается и принимает значение, равное

Е/ Rg, где E — напряжение источника питания устройства, R6- сопротивление резистора 6. На этом интервале в дросселе 9 происходит накопление магнитной энергии. При запирании тран- 50 зистора 10 его коллекторный ток спадает до нуля, а ток в первичной об мотке трансформатора 1 под действием

ЭДС самоиндукции, возникшей на концах обмотки дросселя 9, изменяет свое 5$ направление. Этот ток, равный по величине току разряда дросселя 9, трансформируется во вторичную обмотку 3 и производит запирание транзисторного ключа 4. На интервале рассасывания неосновных носителей в -базе транзисторного ключа 4, запирающий ток уменьшается по зкспоненциальному закону, постоянная времени которого определяется в основном индуктивностью дросселя 9 и активным сопротивлением цепи разряда. Для увеличения времени разряда дросселя 9 резистор 5 зашунтирован диодом 8. После запираниа мощного транзисторного ключа 4 напряжение на вторичной обмотке 3 трансформатора 1 возрастает и происходит быстрый разряд дросселя 9. Для предохранения транзистора 10 от перенапряжений, которые могут возникнуть при его выключении

J возможно использование известных схем шунтирования транзистора или его нагрузки стабилитронами.

Предлагаемое устройство для управления мощным транзисторным ключом по сравнению с известным не требует применения дополнительного источника питания. Формирование отпирающих и запирающих импульсов управления производится одним транзистором в отличие от известных схем, в которых для формирования запирающих импульсов требуется дополнительный формирователь и дополнительные цепи синхронизации.

Формула изобретения

Устройство для управления мощным транзисторным ключом, содержащее усилитель-формирователь, выполненный на транзисторе по схеме с общим эмиттером с согласующим выходным трансформатором, первичная обмотка которого включена в коллекторную цепь транзистора через первь|й резистор, а вторичная соединена со входом мощного транзисторного ключа и цепь формирования запирающих импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, цепь формирования запирающих импульсов выполнена в виде первого диода, дросселя и второго резистора, которые соединены между собой последовательно и подключены одним выводом к шине питания, а другим — к точке: соединения коллектора транзистора H первого резистора, при этом параллельно первому резистору включен обратный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проблемы миниатюризации и унификации ВИП Р3А. Материалы семинара.

N., МДНТП им. Ф.Э. Дэержинского, 1979, с.154, рис.3.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 497730, кл. H 03 К 17/60,1975..

864565

Составитель A.Áîìêî

Техред А. Ач Корректор Ю.Макаренко

Редактор М.Недолуженко

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 7832/86 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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