SU1089562A1 - Transistor switch - Google Patents

Transistor switch Download PDF

Info

Publication number
SU1089562A1
SU1089562A1 SU833558942A SU3558942A SU1089562A1 SU 1089562 A1 SU1089562 A1 SU 1089562A1 SU 833558942 A SU833558942 A SU 833558942A SU 3558942 A SU3558942 A SU 3558942A SU 1089562 A1 SU1089562 A1 SU 1089562A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transistor
input
collector
base
output
Prior art date
Application number
SU833558942A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Сазонов
Артур Арсенович Гукасов
Игорь Иванович Давыдов
Сергей Алексеевич Овчинников
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3759
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3759 filed Critical Предприятие П/Я А-3759
Priority to SU833558942A priority Critical patent/SU1089562A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1089562A1 publication Critical patent/SU1089562A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ, содержащий сиповой транзистор, коллектором подключенный к одному из выводов дл  подключени  нагрузки, базой к коллектору запирающего транaHCToipa , эмиттер которого соединен с эютттером силового транзистора и общей шиной питани , компаратор, инвертирующим входом соединенный с выводом дл  подключени  источника опорного напр жени , отпирающий транзистор , диод и резистор, первым аьюодом . соединенный с неинвертирующим входом компаратора, а база запираю щего транзистора св зана с управл югщим входом, от л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  КПД цепи управлени  при одновременном уменьшении времени выключени , в него введены задагаонй генератор, широтг но-импульсный модул тор, доподнитёль-, ный резистор, дроссель, конденсатор и два дополнительных диода, аноды которых объединены и через дополнительный резистор подключены к входной шине питани  и второму выводу дл  подключени  нагрузки, а через конденсатор соединены с общей шиной питани  и вторым выводом резистора, катод первого дополнительного диода соединен с коллектором силового транзистора, а катод второго дополнителы1ого диода - с неинвертирующим, входом компаратора, выход которого подключен к управл ющему входу широтно-импульсного модул тора, вход которого соединен с выходом задающего генератора, выход юиротно-импульсного модул тора подключен к базе отпирающего транзистора, эмиттер которого соединен с входной шиной 00 питани , а коллектор череэ диод с общей вшной питани  и через дроссель с базой силового транзистора.A TRANSISTOR KEY containing a swipe transistor, a collector connected to one of the terminals for connecting a load transistor, diode and resistor, the first ayodom. connected to the non-inverting input of the comparator, and the base of the blocking transistor is connected to the controlling input of the comparator from that, so that, in order to increase the efficiency of the control circuit while reducing the off time, it includes a generator, pulse width modulator, additional resistor, choke, capacitor and two additional diodes, the anodes of which are combined and connected via an additional resistor to the input power bus and the second terminal to connect the load, and The cathode of the first additional diode is connected to the collector of the power transistor, and the cathode of the second additional diode is connected to the non-inverting input of the comparator, the output of which is connected to the control input of the pulse-width modulator, the input of which is connected to the output master oscillator, the output of the pulse pulse modulator is connected to the base of the gate transistor, the emitter of which is connected to the input power bus 00, and the collector is a diode with common lousy power and Rossel with the base of the power transistor.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовансх в ключевых элементах импульсных ста билизаторов посто нного напр жени  и статических преобразовател х элек трической энергии. Известен ключевой элемент с эффективной схемой возбуждени  базы выходного транзистора с большой величиной переключаемого тока, содерж щий силовой транзистор, база которо го соединена через последовательно соединеиный дроссель и первый ключевой транзистор с одной шиной пита ни , а через второй ключевой транзистор - с второй шиной питани  и эмиттером силового транзистора, коллектор которого через нагрузку св зан с первой шиной питани , кроме того, точка соединени  дроссел  и первого ключевого эЛ1емента св зан через подпитывакиций диод с второй юинс питани  ft 3Недостатком указанного элемента  вл етс  большое врем  выключени  из-за необходимости задани  величины базового тока, гарантирующей полное включение транзистора при максимально возможном токе нагрузки и минимальном коэффициенте его усилени  Выполнение указанного требов ни  приводит к тому, что практическ силовой транзистор в-открытом состо нии находитс  в глубоком насьпцении. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, коллектор которого св зан через нагрузки с Первой шиной питайи , база через коллекторно-эмиттерный переход запи рамцего транзистора с эмиттером и н посредственно с другой ценной питани компаратор, инвертирующим входом св занный с клеммой дл  подключени  опорного напр жени ,, отпирающий тра зистор, резистор, первым выводо11 соединенный с неинвертйрующим входо конпаратора, диод и клемму управлени , св занную с базой запи1 аю1цег - транзистора t23. В известном транзисторном ключе I осуществл етс  автоматическа  регулировка средней величины базового тока выходного транзистора в зависи мости от величины выходного тока, 3 счет изменени  скважности импуль сов тока, подаваемых в базу выходного травзистора, длительность которых определ етс  величиной резистора и параметрами базовой цепи силового транзистора. Длительность паузы между импульсами тока определ етс  величиной коллекторного тока (глубиной насьпцени ), выходного транзистора и его параметрами. При уменьшении коллекторного тока врем  рассасывани  увеличиваетс , при этом соответственно уменьшаетс  среднее значение базового тока таким образом, что остаточное напр жение на коллекторе поддерживаетс  на уровне заданного опорного напр жени .. Кроме того, в известном транзисторном ключе снижаетс  мощность, затрачиваема  на управление вькодным транзистором, однако ее величина остаетс  на достаточно высоком уровне , значительно превышанщем мощность, необходимую дл  поддержани  выходного транзистора в открытом состо нии , а врем  выключени  последнего, несмотр  на формированное выключение, имеет большую величину, определ емую временем рассасывани  избыточного (остаточного) . базового зар да, которое зависит от величины выходного тока и может достигать длительности интервала между отпирающими импульсами тока. изобретени  - повьппение КПД при одновременном уменьшении времени выключени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, коллектором подключенный к одному из выводов дл  подключени  нагрузки, базой к коллектору запирающего транзистора , эмиттер которого соединен с эмиттером силового транзистора и общей шиной питани , компаратор, инвертирующим входом соединенный с выводом дл  подключени  источника опорного напр жени , отпирающий транзистор , диод и резистор, первым выводом соединенный с неинвертирующим входом компаратора, а база запирающего транзистора св зана с управл ющим входом, введены задающий генератор, широтно-импульсный одул тор , дополнительный резистор, дроссель, конденсатор и два дополнительных диода, аноды которых объединены и через дополнительный резистор подключены к верхней щине питани  и второму выводу дл  подключени  нагрузки , а через конденсатор соединены с общей шиной питани  и вторым выводом резистора, катод первого дополнительного диода соединен с кол лектором силового транзистора, а катод второго дополнительного диода - с неинвертирующим входом компаратора , выход которого подключен к управл кицему входу широтно-импульского модул тора, вход которого соединен с выходом задающего генератора , выход широтно-импульсного модул тора подключен к базе отпираю щего транзистора, эмиттер крторого соединен с входной шиной питани , а коллектор через диод - с общей шиной питани  и через дроссель с ба ЗОЙ силового транзистора. На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема транзисторного ключа. Ключ содержит задающий генератор 1, подключенный к тактирукндему входу широтно-импульсного модул тора 2 управл ющий вход которого подключен ж выходу компаратора 3, а выход - к базе ключевого отпирающего транзистора 4. Эмиттер отпирающего транзистора 4 подключен к первой шине 5 питани , а его коллектор чере диод 6 св зан с второй шиной 7 питгьни  и через дроссель 8, с базой силового транзистора 9, эмиттером подклю ченного ко второй шине 7 питани . Базо-эмиттерный переход силового . транзистора 9 зашунтироваи крллектор |НО-эмиттерным переходом запиракнцегр транзистора 10, базой подключенного к управл ющей клемме 11, а коллектор транзистора 9 через нагрузку 1 и подключен к первой шине 5 питани , и через первый диод 13 диодной пары 14 к аноду втррого диода 15 пары и точке соединени  дополнительного резистора 16 и конденсатора 17. Другие выводы резистора 16 и конденг сатора 17 подключены соответственно к первой 5 и второй 7 шинам питани . Катод диода 15 подключен через резистор 18 к второй шине 7 питани  и непосредственно к нёинвертирующему входу компаратора 3, инвертирующий вход которого св зан с клем мой 19 дл  подключени  опорного напр жени  . Транзисторный ключ рабртает-следующим образом. Задакщий генератор тактирует широтнр-импульсный модул тору который вырабатывает им1 :ульсы управлени  .включакицим транзистором 4, длительность которых пропорциональна сигка .лу на выходе компаратора 3. В момент включени  ток-через дроссель равен нулю, ключевой силовой транзистор 9 .закрыт, напр жение на его коллекторе велико, диод 13 закрыт. На неиивер .тирующем входе компаратора напр жение , определ емое соотношением резисторов 16 и 18, максимально и превышает опорное напр жение на его инвертирук цем входе и клемме 19. Длительность импульсов включени  транзистора 4 максимальна и ток в дросселе и базе силового транзистора 9 нарастает. Когда ток дроссел  достигает величины, достаточной 4   полного отпирани  силового транзистора 9, напр жение на его коллектрре уменьшаетс  до. величины, равной величине опорного напр жени  на клемме 19. Процесс устанавливаетс . Длительность импульсов включени  транзистора 4 устанавливаетс  на уррвне, необходимом дл  поддержани  тока в дросселе требуемой величины, пропорциональной току нагрузки и к0эф4йциенту усилени  силового транзистора 9. При вейичине опорного напр жени  в пределах 0,7-1,5 В силовой . транзистор работает в усилительном режиме (не насьедаетс ), его коэффициент усилени  по Т1эку остаетс  достаточно большим, что обусловливает ; : оптимальные услови  дл  его выключе и . При подаче импульса выключени  на базу выкликающего транзистора 10 последний открываетс  и ток дроссел , мину  базу силового транзистора, замыкаетс  через коллекторно-эмит ерный перекод выключающего транзистора 10 .При этом силовой транзистор 9 мгир;веннр выключаетс , так как в его базрвой области отсутствует избыточш й зар д и- обратное сопротивление коллекторного перехода быстро восстанавливаетс . Частота импульсов поступаюа х на базу включающего Транзистора 4, выбираетс  в 5-20 раз вьш1е частоты переключени  силового транзистора, а индуктивность дррссел  такой, чтобы требуемый ток в нем устанавливалс  за 5-20 включений силового транзистора. Величина емкости конденсатора 17 выбираетс  таким образом, чтобы за врем  действи  импульса выключени  напр - жение на нем не успевало измен тьс  брлее, чем на 10-20% от опорного.The invention relates to electrical engineering and can be used in key elements of pulsed constant voltage stabilizers and static converters of electrical energy. A key element is known with an effective drive circuit of the output transistor with a large amount of switching current, containing a power transistor, the base of which is connected in series through a choke and the first key transistor with a single power bus, and through the second key transistor the emitter of the power transistor, the collector of which is connected to the first power line through the load, in addition, the junction point of the throttle and the first key element is connected through the feeding of diodes d second power supply ft 3. The disadvantage of this element is the large turn-off time due to the need to set the base current, which guarantees the transistor to turn on completely with the maximum possible load current and minimum gain. Fulfillment of this requirement leads to the fact that -open state is in deep perception. Closest to the proposed is a transistor switch containing a power transistor, the collector of which is connected through the load to the First bus power, the base through the collector-emitter junction of the recording transistor to the emitter and, indirectly, from another valuable power comparator, inverting input connected to the terminal for connecting the reference voltage, an unlocking resistor, a resistor, first connected to the non-inverting input of the comparator, a diode and a control terminal connected to the recording base of the transistor t23. In the known transistor switch I, the average value of the base current of the output transistor is automatically adjusted depending on the size of the output current, 3 by changing the duty cycle of the current pulses fed to the output trazistor base, the duration of which is determined by the size of the resistor and the parameters of the power transistor circuit. The duration of the pause between the current pulses is determined by the magnitude of the collector current (the depth of the pulse), the output transistor and its parameters. When the collector current decreases, the dissipation time increases, and the average base current value accordingly decreases so that the residual voltage on the collector is maintained at the level of the specified reference voltage. In addition, in a known transistor switch, the power required to control the decoder transistor decreases however, its value remains at a sufficiently high level, significantly exceeding the power required to keep the output transistor open, and the time Switching off the latter, despite the formation of the shutdown, has a large value determined by the resorption time of the excess (residual). base charge, which depends on the size of the output current and can reach the duration of the interval between the trigger pulses of the current. invention - increased efficiency while reducing the off time. The goal is achieved in that a transistor switch containing a power transistor, a collector connected to one of the terminals for connecting the load, the base to the collector of the gate transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the power transistor and a common power supply bus, a comparator inverting input connected to connecting the source of the reference voltage, the unlocking transistor, the diode and the resistor, the first output connected to the non-inverting input of the comparator, and the base of the locking transistor is connected and with a control input, a master oscillator, a pulse-width modulator, an additional resistor, a choke, a capacitor, and two additional diodes, the anodes of which are combined, are inserted and connected via an additional resistor to the upper power supply plate and the second terminal to connect the load, and through a capacitor are connected the common power bus and the second output of the resistor, the cathode of the first additional diode is connected to the collector of the power transistor, and the cathode of the second additional diode is connected to the non-inverting comparator input, the output which is connected to the control input of the pulse-width modulator, whose input is connected to the output of the master oscillator, the output of the pulse-width modulator is connected to the base of the gate transistor, the emitter is connected to the input power bus, and the collector is connected to the common power supply bus through the diode and through the choke with the ba Zoy power transistor. The drawing shows a circuit diagram of a transistor switch. The key contains the master oscillator 1, connected to the clock of the input of the pulse-width modulator 2 whose control input is connected to the output of the comparator 3, and the output is connected to the base of the key unlocking transistor 4. The emitter of the unlocking transistor 4 is connected to the first power supply bus 5 and its collector A diode 6 is connected to the second bus 7 supply and through the choke 8, to the base of the power transistor 9, the emitter connected to the second power bus 7. Base-emitter junction power. transistor 9 bridging the clutter | BUT-emitter junction of the transistor 10 of the transistor 10, the base connected to the control terminal 11, and the collector of the transistor 9 through the load 1 and connected to the first bus 5 power supply and the connection point of the additional resistor 16 and the capacitor 17. The other terminals of the resistor 16 and the capacitor 17 are connected respectively to the first 5 and second 7 power lines. The cathode of diode 15 is connected via a resistor 18 to the second power bus 7 and directly to the non-inverting input of the comparator 3, the inverting input of which is connected to terminal 19 for connecting the reference voltage. The transistor switch works as follows. The downstream generator clocks the pulse-width modulator which produces it1: control pulses .including transistor 4, the duration of which is proportional to sigq. At the output of comparator 3. At the moment of switching on the current-through choke is zero, the key power transistor 9 is closed, the voltage is its collector is large, the diode 13 is closed. At the noniiver terminating input of the comparator, the voltage determined by the ratio of resistors 16 and 18 is maximum and exceeds the reference voltage at its inverter input and terminal 19. The duration of the switching pulses of transistor 4 is maximum and the current in the choke and base of the power transistor 9 increases. When the throttle current reaches a value sufficient to 4 completely unlocked the power transistor 9, the voltage on its collector decreases to. a value equal to the magnitude of the reference voltage at terminal 19. The process is established. The duration of the switching pulses of the transistor 4 is set at the level required to maintain the current in the inductor of the required value proportional to the load current and the gain of the power transistor 9. With a reference voltage of 0.7-1.5 V power. the transistor operates in an amplifying mode (not mounted), its T1e gain is large enough to cause; : optimal conditions for switching it off. When the switching-off pulse is applied to the base of the clicking transistor 10, the latter opens and the throttle current, mine base of the power transistor, closes through the collector-emitter rectifier of the switching-off transistor 10. The power transistor 9 Mgir turns off; the vennr is turned off because there is no excess in its area The charge and inverse resistance of the collector junction is quickly restored. The frequency of the pulses arriving at the base of the switching-on Transistor 4 is selected 5–20 times the switching frequency of the power transistor, and the inductance of the switch is such that the required current in it is set in 5–20 switching times of the power transistor. The capacitance value of the capacitor 17 is chosen so that during the time of the action of the switching off pulse, the voltage on it does not have time to change more than by 10-20% from the reference one.

Claims (1)

ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ, содержащий силовой транзистор, коллектором подключенный к одному из выводов для подключения нагрузки, базой к коллектору запирающего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером силового транзистора и общей шиной питания, компаратор, инвертирующим входом соединенный с выводом для подключения источника опорного напряжения, отпирающий транзистор, диод и резистор, пррвым выводом. соединенный с неинвертирующим входом компаратора, а база запирающего транзистора связана с управляюгщим входом, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД цепи управления при одновременном , уменьшении времени выключения, в не- ( 'го введены задающий генератор, широту но-импульсный модулятор, дополнитель-, 'ный резистор, дроссель, конденсатор и два дополнительных диода, аноды которых объединены и через дополнительный резистор подключены к входной шине питания и второму выводу для подключения нагрузки, а через конденсатор соединены с общей шиной питания и вторым выводом резистора, ка- ’ тод первого дополнительного диода соединен с коллектором силового транзистора, а катод второго дополнительного диода - с неинвертирукицим § входом компаратора, выход которого подключен к управляющему входу широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с выходом задающего генератора, выход широтно-импульсного модулятора подключен к базе отпирающего транзистора, эмиттер которого соединен с входной шиной питания, а коллектор через диод с общей шиной питания и через дроссель с базой силового транзистора.A TRANSISTOR KEY containing a power transistor connected by a collector to one of the terminals for connecting the load, by a base to a collector of a locking transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the power transistor and a common power bus, a comparator with an inverting input connected to the terminal for connecting the reference voltage source, the unlocking transistor , diode and resistor, direct output. connected to the non-inverting input of the comparator, and the base of the transistor is connected with the locking upravlyayugschim input from the L and h and w u and d with me that, in order to increase the efficiency of the control circuit at the same time, reducing the off-time, in non- ( 'first introduced master oscillator, latitude no-pulse modulator, additional resistor, inductor, capacitor and two additional diodes, the anodes of which are combined and connected via an additional resistor to the input power bus and the second terminal for connecting the load, and are connected through the capacitor with a common power bus and a second output of the resistor, the cathode of the first additional diode is connected to the collector of the power transistor, and the cathode of the second additional diode is connected with a non-inverting input of the comparator, the output of which is connected to the control input of the pulse-width modulator, the input of which is connected to the output of the master oscillator, the output of the pulse-width modulator is connected to the base of the gate transistor, the emitter of which is connected to the input power bus, and the collector through the diode with a common power bus and through the inductor the base of the power transistor. -,1089562 >-, 1089562> 1 1089562 21 1089562 2
SU833558942A 1983-02-28 1983-02-28 Transistor switch SU1089562A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833558942A SU1089562A1 (en) 1983-02-28 1983-02-28 Transistor switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833558942A SU1089562A1 (en) 1983-02-28 1983-02-28 Transistor switch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1089562A1 true SU1089562A1 (en) 1984-04-30

Family

ID=21051903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833558942A SU1089562A1 (en) 1983-02-28 1983-02-28 Transistor switch

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1089562A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент US № 4224535, кл. Н 03 К 17/60, 1980. 2. Авторское свидетельство СССР № 805277, кл. G 05 F 1/56, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4959606A (en) Current mode switching regulator with programmed offtime
US4945465A (en) Switched-mode power supply circuit
US4829415A (en) Push-pull drive circuit for a power converter
CA2163848C (en) Control of switching devices in synchronized-rectification system
US5841642A (en) Tuned switch-mode power supply with current mode control
US4028606A (en) Control circuit for a switched-mode power supply, particularly for a television receiver
SU1089562A1 (en) Transistor switch
MXPA96004531A (en) Power supply of tuned switch mode with control of corrie mode
SU1598046A1 (en) Device for charging a storage battery
RU2014718C1 (en) Device for control over gating transistor
RU2056698C1 (en) Transformerless-input power supply
SU1539939A1 (en) Shaper of triggering pulses of transistor voltage converter
SU1229912A2 (en) Device for controlling power transistor switch
SU1654944A1 (en) Single-ended direct voltage regulator
SU1257788A1 (en) D.c.voltage converter
SU663041A1 (en) Stabilized converter
RU2013849C1 (en) Voltage converter
SU1676024A1 (en) Device for controlling power transistor switch
SU1410228A1 (en) Single-ended d.c. voltage converter
SU1610552A1 (en) Method of controlling transistor gate
SU1706033A1 (en) Transistor switch
SU1647542A1 (en) Dc voltage regulator
KR100221455B1 (en) Switching loss reducing power supply
JP2509611B2 (en) Current drive converter
SU1582297A1 (en) Single-cycle stabilizing dc voltage converter