CS211469B1 - Komutační člen - Google Patents

Description

Vynález se týká komutačního členu, zapojeného paralelně k výkonovému spínači, snižujícího napěiově i výkonové namáhání v zapnutém; vypnutém i přechodovém stavu výkonových spínačů, zejména tranzistorových s induktivní zátěží.

U dosud známých tranzistorových spínačů při galvanické vazbě řídicích a výkonových obvodů je úbytek napětí v zapnutém stavu minimálně roven součtu úbytků, přechodu emitor - kolektor řídicího tranzistoru a přechodu báze - emitor výkonového tranzistoru, přičemž bez komutační ochrany je ve.vypnutém stavu výkonový tranzistor namáhán zpravidla plným napájecím napětím. Veškerá energie pohlcená při činnosti jednoduchých komutačních ochran mařena jest dosud neužitečně v pasivních prvcích.

Výše uvedené nedostatky nemá komutační člen podle vynálezu paralelně připojený k výkonovému spínači, jehož podstatou je jeho vytvoření ze sériového zapojení první diody, končen zátoru a druhé diody, přičemž na uzel první diody a kondenzátorů je připojen řídicí spínač, a na uzel druhé diody a kondenzátorů je připojen proudový člen.

Oddělení kondenzátorů, z kterého se napájí řídicí spínač, od výkonového spínače první i druhou diodou umožňuje při galvanických vazbách a bez zvláštního zdroje proudové buzení výkonového spínače využitím energie vzniklé na kondenzátorů při jeho komutační a filtrační funkci.

Připojené výkresy znázorňují komutační člen podle vynálezu. Na obr. 1 je nakreslen komutační člen společně s výkonovým spínačem, řídicím spínačem, proudovým členem, tlumivkou a nulovou diodou ve funkčním souboru pulsního měniče, obr. 2 představuje jiné provedení proudového členu a na obr. 3 je časový diagram důležitých napětí pro ilustraci funkce zařízení .

Vlastnf komutační člen 2 zapojený paralelně k výkonovému spínači J sestévé z první diody 21 . kondenzátoru 22 a druhé diody 23 zapojených v sérii. K uzlu první diody 21 a kondenzátoru 22 je připojen řídicí spínač Jak uzlu druhé diody 23 a kondensátoru 22 je připojen proudový člen J..

Pro názornost je obr. 1 nakreslen jako obvodové schéma, kde proudový člen J je realizován odporem J_L, řídicí spínač J řídicím tranzistorem 31 a výkonový spínač J výkonovýjn tranzistorem JJ.. Na schématu je ještě nakreslena tlumivka 2 ^a nulová dioda 2, která tvoří typickou zátěž výkonového spínače J, a doplňují obvod tak, že představuje pulsní měnič. Proudový člen J. na obr. 2 má v sérii s odporem 11 zapojen pomocný tranzistor 12.

K buzení výkonového spínače J se využívá energie akumulované v kondenzátoru 22. přičemž hodnotu budicího proudu určuje proudový člen b a spínání budicího proudu zajištuje řídicí spínač J.

Z obr. 3 nakresleného pro tak velké hodnoty indukčnosti tlumivky 2 ^a kapacity kondenzátoru 22, že jejich dalěi zvětšování nemá na funkci v uvažovaném pracovním režimu vliv, je patrno, že po zapnutí v čase ti klesne napětí u41 na výkonovém tranzistoru 41 v případě dostatečného buzení na hodnotu saturačního napětí Uce. Přitom jsou všechny nakreslené diody uzavřeny a napětí u22 na kondenzátoru 22 klesá vlivem budicího proudu tekoucího uzavřenou smyčkou zahrnující proudový člen J., kondenzátor 22. řídicí spínač J, řídicí obvod výkonového spínače J reprezentovaný na obrázku přechodem báze emitor výkonového tranzistoru 41 . tlumivku 2 ^a nenakreslený zdroj napájecího napětí u1. Po vypnutí v čase t2 je napětí u41 na výkonovém spínači J rovno menší z hodnot napájecího napšt^ ul nebo napětí u22 na kondenzátoru 22, přičemž jsou otevřeny první dioda 21 s druhou diodou 23 (interval t2 až 11) nebo nulová dioda J5 (interval t3 až t4) až do opětného zapnutí v čase t5.

Část energie akumulované v kondenzátoru 22 příkladně v intervalu t2 až t3 se využívá k buzení výkonového spínače J v zapnutém stavu, přičemž jsou výhodně eliminovány úbytky napětí na řídicím spínači J a na budicím obvodu výkonového spínače J reprezentovaného na obrázku přechodem báze - emitor výkonového tranzistoru 41.

Vynález umožňuje vyšší využití tranzistorů pro výkonové spínače snížením jejich výkonového i napětového namáhání ve vypnutém, zapnutém i přechodovém stavu. Snížení ztrát výkonového spínače zlepšuje i účinnost a tepelnou rozvahu celého zařízení, jehož je spínač součástí. Spotřebu lze dále zmenšit provedením komutačního členu formou kapacitního transformátoru a proudového členu formou pomocného pulsního měniče. Komutační člen podle vynálezu je zejména vhodný pro výkonové spínače s darlingtonovým zapojením tranzistorů.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Komutační člen zapojený paralelně k výkonovému spínači vyznačující se tím, že je vytvořen sériovým zapojením první diody (21), kondenzátoru (22) a druhé diody (23), přičemž na uzel první diody (21) a kondenzátoru (22) je připojen řídicí spínač (3), a na uzel druhé diody (23) a kondenzátoru (22) je připojen proudový člen (1).