CS233796B1 - Budicí obvod tranzistoru MOS s da Ivámdcýítt oddělením - Google Patents

Abstract

torů typU KOS pracujících ve spínecím PéŽlUÚe BUdicí ábvdd zájiSÍUje Ážiiváhicky odděláni rychlá HŘbití a vybití vstupní kapacity tJránáietoru SOS, je dosaženo jeho rychlého. sephUtí i rpzepnutí. K tomu je použito tránfeforttátoru budiče a vybíjecího tranzietóríí. , Budicí obvod podle vynálezu je možno použít k ovlédáhí tranzistorů MOS při požadavku na galvanická oddělení, například u impulsně regulovaných napájecích zdrojů.

Description

Vynález se týká budicího obvodu tranzistoru MOS s galvanickým oddělením, pro ovládání tranzistorů typu MOS pracujících ve spínacím režimu.

Výkonové tranzistory typu MOS mají řadu výhod oproti bipolárním výkonovým tranzistorům. Jsou řízeny napětím, mají velký vstupní odpor, krátké spínací a rozpineci Sasy bez doby saturace. Nemají oblast druhého průrazu a je možno je řadit bez problémů a omezení paralelně. Určitou nevýhodou těchto tranzistorů je jejich velká vstupní kapacita, která se pohybuje v rozsahu od jednotek do desítek nanofaradů. Proto při požadavku na strmé náběžné a sestupné hrany spínače je třeba při buzení zajistit rychlé nabíjení a vybíjení této vstupní kapacity.

Známé budicí obvody tranzistorů MOS bez galvanického oddělení, které zajiSlují krátké spínací a rozpínací časy, jsou řečeny obvykle pomoci dvou tranzistorů typu PNP a NPN zapojených jako komplementární emitorový sledovač, případně pomocí emitorového sledovače a řízeného spínače. Budicí obvody s galvanickým oddělením používají budicí transformátor, v jehož primární části je vlastní budicí tranzistor a v sekundární části spojené galvanicky se vstupem tranzistoru MOS je obvod zajištující vybíjení vstupní kapacity tranzistoru MOS. Tyto vybíjecí obvody složené obvykle z dvou spínacích tranzistorů a dalších prvků využívají ke své činnosti energie nahromaděné ve vstupní kapacitě tranzistoru MOS. Kromě poměrné složitosti těchto obvodů je nevýhodou i jejich omezené činnost při poklesu napětí vybíjené vstupní kapacity tranzistoru MOS.

Tyto nevýhody odstraňuje budicí obvod tranzistoru MOS s galvanickým oddělením podle vynálezu, v němž výstup ovládacího obvodu je spojen s bází budicího tranzistoru NPN, jehož emitor je spojen s druhým vývodem prvního napájecího zdroje, jehož první vývod je spojen se začátkem primárního vinutí transformátoru budiče a s anodou Zenerovy diody, jejíž katoda je spojena s katodou upínací diody, jejíž anoda je spojena s koncem primárního vinutí transformátoru budiče a s kolektorem budicího tranzistoru NPN, kde emitor druhého napájecího zdroje, jehož první vývod je spojen s prvním vývodem spínané zátěže, jejíž druhý vývod je spojen s kolektorem spínacího tranzistoru MOS, jehož řídicí elektroda je spojena s prvním vývodem druhého odporu, jehož podstatou je, že začátek sekundárního vinutí transformátoru budiče je spojen s anodou budicí diody, s anodou urychlovací diody a e prvním vývodem prvního odporu, jehož druhý vývod je spojen s katodou urychlovací diody, b katodou ochranné diody a s bází vybíjecího tranzistoru PNP, jehož emitor je spojen s katodou budicí diody a a řídicí elektrodou spínacího tranzistoru MOS, přičemž konec sekundárního vinutí transformátoru budiče'je spojen s anodou ochranné diody, s kolektorem vybíjecího tranzistoru PNP a s smitorem spínacího tranzistoru MOS.

Obvod podle vynálezu řeší jednoduchým způsobem rychlé zavírání i otvírání výkonového spínacího tranzistoru MOS, přičemž se při jeho zavírání využívá aktivně demagnetizační energie jádra transformátoru budiče. Přitom je zajištěno galvanické oddělení mezi ovládací a výkonovou částí spínače.

Princip vynálezu bude popsán pomocí výkresu, kde je schéma zapojení budicího obvodu tranzistoru MOS podle vynálektt. Výstup 101 ovládacího obvodu 1 je spojen s bází budicího tranzistoru £ NPN, jehož emitor je spojen s druhým vývodem 142 prvního napájecího zdroje 14. jehož první vývod 141 je spojen se začátkem primárního vinutí transformátoru £ budiče a s anodou Zenerovy diody 3, jejíž katoda je spojena s katodou upínací diody £, jejíž anoda je spojena s koncem primárního vinutí transformátoru £ budiče a s kolektorem budicího tranzistoru £ NPN.

Qnitor spínacího tranzistoru 12 MOS je spojen s druhým vývodem druhého odporu 11 a s druhým vývodem 152 druhého napájecího zdroje 15, jehož první vývod 151 je spojen s prvním “vývodem 131 spínané zátěže 13. Její druhý vývod l32 je spojen s kolektorem spínacího tranzistoru J£ MOS, jehož řídicí elektroda je spojena s prvním vývodem druhého odporu 11. Začátek sekundárního vinutí transformátoru 3 budiče je spojen s anodou budicí diody £, s ano3 dou urychlovací diody 6 a 3 prvním vývodem prvního odporu 2, jehož druhý vývod je spojen s katodou urychlovací diody £, s katodou ochranné diody g a s bází vybíjecího tranzistoru 10 PNP. Jeho emitor je spojen s katodou budící diody 2 a s řídicí elektrodou spínacího tranzistoru 12 MOS, přičemž konec sekundárního vinutí transformátoru 2 budiče je spojen s anodou ochranné diody 8, s kolektorem vybíjecího tranzistoru 10 PNP a s emitorem spínacího tranzistoru 12 MOS.

Ovládací obvod J. vytváří vhodné impulsy pro spínání budicího tranzistoru £ KPN.

V době sepnutí tohoto tranzistoru se vytvoří na sekundárním vinutí transformátoru 2 budiče kladný impuls, který přes otevřenou budicí diodu 2 sepne spínací tranzistor 12 MOS. V té době je vybíjecí tranzistor 10 PNP zavřen přes urychlovací diodu g.

V okamžiku zavření budicího tranzistoru 2 NPN dojde k demagnetizaci jádra a prostřednictvím energie naakumulované v jádře transformátoru 2 budiče k vytvořeni záporného impulsu * na jeho sekundárním vinutí. Velikost překmitu je omezena pomocí Zenerovy diody i přes nyní otevřenou upínací diodu í. V.této době je budicí dioda 2 zavřena a záporný impuls ne sekundérním vinutí transformátoru 2 budiče je přes první odpor 2 přiveden na bázi vybíjecího tranzistoru 10 PNP. Jeho otevřeni způsobí rychlé vybití vstupní kapacity spínacího tranzistoru \2 MOS a tím i jeho rychlé zavření. Ochranná dioda § zabraňuje přechodu vybíjecího tranzistoru 10 PNP do spínacího režimu. Druhý odpor 11 snižuje vatupní impedanci spínacího tranzistoru 12 MOS.

Funkce obvodu se nezmění, je-li místo budicího tranzistoru 2 NPN použito tranzistoru PNP po příslušném obráceni polarity Zenerovy diody 3. a upínací diody J, v změně polarity prvního napájecího zdroje 14 a primárního vinuti transformátoru 2 budiče.

Obvod podle vynálezu je vhodný pro rychlé ovládání tranzistorů typu MOS ve spínacím režimu, například u impulsně regulovaných napájecích zdrojů, kde je důležitá podmínka galvanického oddělení mezi primární a sekundární stranou zdroje. Při řazení většího počtu spínacích tranzistorů paralelně je dosaženo krátké doby jejich zavření, čímž se i v okamžiku sepnutí a rozepnutí udržuje rovnoměrné rozdělení proudů na jednotlivé tranzistory.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Budicí obvod tranzistoru MOS s galvanickým oddělením, v němž výstup ovládacího obvodu je spojen s bází budicího tranzistoru NPN, jehož emitor je spojen s druhým vývodem prvního napájecího zdroje, jehož první vývod jas spojen se začátkem primárního vinutí transformátoru budiče a s anodou Zenerovy diody,“jejíž katoda je spojena s katodou upínací diody, jejíž anoda je spojena s koncem primárního vinutí transformátoru budiče a s kolektorem budicího tranzistoru NPN, kde emitor spínacího tranzistoru MOS je spojen s druhým vývodem > druhého odporu a a druhým vývodem druhého napájecího zdroje, jehož první vývod je spojen s prvním vývodem spínané zátěže, jejíž druhý vývod je spojen s kolektorem spínacího tranzistoru MOS, jehož řídicí elektroda je spojena s prvním vývodem druhého odporu, vyznačený tím, že začátek sekundárního vinutí transformátoru (5) budiče je spojen s anodou budicí diody (9)5 s anodou urychlovací diody (6) a s prvním vývodem prvního odporu (7), jehož druhý vývod je spojen s katodou urychlovací diody (6), s katodou ochranné diody (8) a s bází vybíjecího tranzistoru (10) PNP, jehož emitor je spojen s katodou budicí diody (9) a s řídicí elektrodou spínacího tranzistoru (12) MOS, přičemž konec sekundárního vinutí transformátoru (5) budiče je spojen s anodou ochranné diody (8), s kolektorem vybíjecího tranzistoru (10) PNP a s emitorem spínacího tranzistoru (12) MOS..