SU1218458A1 - Транзисторный ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в импульсных усилител х мощности и инверторах. Цель изобретени - повышение КПД за счет снижени  потерь мощности в цепи управлени . Устройство содержит выходной 1, вспомогательный 2 транзисторы одно- .го типа проводимости и управл ющие транзисторы 3 и 4 другого типа проводимости , блок 5 гальванической разв зки, блок 6 совпадени , инвертор 7, вентильный элемент 8, резисторы 9-12, общую шину 13, выходные шины 14 и 15, входные шины 16, 17 и 18, шину 19 источника питани  и нелинейный элемент 20 /например, диод/. Б описании представлены варианты схемы транзисторного ключа. Устройство повышает быстродействие за счет форсировани  рассасывани  избыточного зар да в коллекторной области транзистора 1. Помехоустойчивость повышаетс  за счет уменьшени  вли ни  динамических бросков тока , возникающих при коммутации управл ющих транзисторов, на работу схемы управлени . 4 з.п. ф-лы. 3 ил. 8 tf .0«. «

Description

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в импульсных усилител х мощности и инверторах.

Цель изобретени  - повьппение КПД транзисторного ключа путем снижени  потерь мощности в цепи управлени  .

На фиг, 1 изображена принципиальна  схема предлагаемого ключа , на фиг. 2 и 3 - варианты схем транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит выходной 1 и вспомогательный 2 транзисторы одного типа проводимости, первый 3 и второй 4 управл ющие транзисто- ры другого типа проводимос ти, блок 5 гальв:анической разв зки, блок 6 совпадени , инвертор 7, вентильный элемент 8, четыре резистора 9 - 12 и общую шину 13, причем эмиттер выходного транзистора 1 подключен к первой выходной шине 14 и через вентильный элемент 8 - к второй выходной шине 15 и коллекторам выходного 1 и вспомогательного 2 транзисторов , база вЫходного транзистора 1 соединена с эмиттером вспомогательного транзистора 2, база которого подключена к первому выводу первого резистора 9j первый и второй входы блока 5 гальванической разв зки соединены соответственно с первой 16 и второй 17 входными шинами, а выход подключен к первому входу блока 6 совпадени , выход и втйрой вход которой соответственно соединены с входом инвертора 7 и третьей входной шиной 18, выход инвертора 7 через второй резистор 10 подключен к базе первого управл ющего транзистора 3, эмиттер которого подключен к шине 19 источника питани , а коллектор - к первому вьшоду, третьего резистора 11, первый вывод четвертого резистора 12 соединен с выходом блока 6 совпадени , а второй вывод подключен к базе второго управл ющего транзистора 4, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с шиной 19 источника питани  и вторым выводом первого резистора 9, второй вывод третьего резистора 11 подключен к эмиттеру выходного транзистора 1, база которого соединена с общей шиной 13. Коллектор выходного транзистора 1 может быть подключен к второй выходной шине 15 через линейный (например

8458 - 2

резистор) или нелинейный (например

диод) элемент 20.

Транзисторный ключ также содержит третий управл ющий транзистор 21, тип проводимости которого соответствует типу проводимости первого 3 и второго 4 управл ющих транзисторов , дополнительный транзистор 22, . - тип проводимости которого соответст-

вует типу проводимости вспомогатель- ного транзистора 2, п тый 23 и шестой 24 резисторы, причем выход инвертора 7 через п тый резистор 23 подключен к базе третьего управл ющего

, транзистора 21, эмиттер которого

соединен с шиной 19 источника пита-, ни , а коллектор через шестой резистор 24 подключен к базе дополнительного транзистора 22, коллектор и эмит тер которого соответственно соеди-, нены с базой и эмиттером вспомогательного транзистора 2.

Кроме того, транзисторньм ключ содержит четвертый управл ющий тран-

, зистор 25, тип проводимости которого соответствует типу проводимости первого 3 и второго 4 управл ющих тран- зисторов, диод 26, седьмой 27, восьмой 28 и дев тый 29 резисторы, причем вькод инвертора 7 через седьмой резистор 27 соединен с базой четвертого управл ющего транзистора 25, эмиттер которого подключен к шине 19 источника питани , а коллектор через восьмой резистор 28 соединен

5 с первьми выводами дев того резистора 29 И диода 26, вторые выводы которых соответственно подключены к общей шине 13 и коллектору выход- rforo транзистора 1.

Эмиттер каждого управл ющего транзистора 3, 4, 21 и 25 может быть соединен через соответствующий дополнительный резистор 30-33 с шиной 19 источника питани  и через

соответствующий конденсатор 34 - 37 подключен к общей шине 13.

Транзисторный ключ работает следующим .образом.

При подаче на первую 16 и вторую

17 вхбдные шины (фиг. 1) включающих сигналов управлени  на выходе блока 5 гальванической разв зки устанавливаетс  потенциал напр жени  высокого уровн , который поступает

5 на первый вход блока 6 совпадени , на выходе которого (при наличии на третьей входной шине 18, предназна- ченной дл  дополнительного управле0

ни  ключом, например, выключение ключа при наличии аварийной ситуации потенциала высокого уровн  напр жени ) по вл етс  потенциал низкого уровн  напр жени  в результате чего транзистор 4 открываетс  и . в цепи базы транзистора 2 по вл етс  ток, привод щий к отпиранию тран- .зистора 2, который включает транзистор 1 .

При наличии на первой 16 и второй 17 входных шинах выключающих сигналов управлени  или потенциала низкого уровн  напр жени  на третьей входной шине 18 на выходе лока

6сравнени  устанавливаетс  потенциал высокого уро вн  напр жени ,

в результате чего транзистор 4 запираетс , что приводит к выключению транзистора 2. На выходе инвертора

7устанавливаетс  потенциал низкого уровн , в результате чего транзистор 3 отпираетс  и к базе-эмиттеру переходу транзистора 1 прикладываетс  напр жение в запирающей пол рности . При этом транзистор 1 выключаетс . Линейный или нелинейный элемент 20, включенный в цепь коллектора транзистора 1, обеспечивает снижение мощности, рассеиваемой на транзисторе 1, во включенном состо нии .

Повьшение быстродействи  транзисторного ключа (фиг. 2) обеспечиваетс  замыканием база-змиттерного перехода транзистора 2 в выключенном состо нии с помощью дополнительного транзистора 22, управление которым осуществл етс  третьим управл ющим транзистором 21, состо ние проводимости которого синф.азно с состо нием проводимости первого управл ющего транзистора 3.

Дальнейшее повьш1ение быстродействи  транзисторного ключа (фиг. 3) достигаетс  форсированием рассасывани  избыточного зар да в коллекторно области транзистора 1, дл  чего коллектор транзистора 1 через диод 26 и четвертый управл ющий транзистор 25, который работает синофазно с первым 3 и третьим 21 управл ющими транзисторами, подключаетс  к шине 19 источника питани  при выключении транзистора 1.

Помехоустойчивость транзисторного ключа может быть повьш1ена путем уменьшени  вли ни  динамических брос ков тока, возникающих при коммута

218458

ции управл ющих транзисторов 3, 4, 21 и 25, на работу схемы управлени  через внутреннее сопротивление источника питани  и сопротивление шины

5 19 источника питани ,с помощью подключени  эмиттеров управл ющих транзисторов 3, 4, 21 и 25 к шине 19 источника питани  через соответствую щие резисторы 30 - 33 и конденсато10 ры 34 - 37, которые образуют интегрирующие цепи.

В предлагаемом транзисторном.ключе КПД вьш1е, чем в известных транзисторных ключах вследствие снижени  .

J.5 потерь мощности в цепи управлени , что достигаетс  уменьшением числа база-эмиттерных переходов составного транзистора включаемых в цепь управлени  при включении ключа.

20

Форму-л а изобретени 

1. Транзисторный ключ, содержащий выходной и вспомогательный транзисторы

одного типа проводимости, первый и второй управл ющие транзисторы другого типа проводимости, блок галь ванической разв зки, блок совпадени , инвертор, вентильный элемент, три резистода и общую шину, причем эмиттер выходного транзистора подключен к первой выходной шине и через вен- тильньй элемент - к второй выходной, шине и коллекторам выходного и вспомогательного транзисторов, база выходного транзистора соединена с эмиттером вспомогательного транзистора , база которого подключена к первому выводу первого резистора первый и второй входы блока гальванической разв зки соединены соответст- венно с первой и второй входными {шинами, а выход подключен к первому входу блока совпадени , выход и второй вход которой соответственно соединены с входом инвертора и . третьей входной шиной, выход инвертора через второй резистор подключен к базе первого управл ющего транзистора, эмиттер которого подключен к шине источника питани , а коллектор - к первому вьшоду третьего резистора, отличающий- с   тем, что, с целью повьш1ени  КПД, в него введен четвертый резистор , первый вывод которого соединен с выходом блока совпадени , а второй вывод подключен к базе второго управл ющего транзистора, эмиттер

и коллектор которого соединены соответственно с шиной источника пита

ни  и вторым выводом первого резистора , второй вывод третьего резис- тора подключен к эмиттеру выходного транзистора, база которого соеди- нена с общей шиной.

2.Ключ ПОП.1, отличающийс  тем, что .коллектор вы- ходного транзистора подключен к второй выходной шине через линейный

или нелинейный элемент.

3.Ключ по пп. 1 и 2, о т л и- чающий с  тем, что, с целью повышени  быстродействи , он снабжен третьим управл ющим транзистором,

тип проводимости которого соответствует типу проводимости первого и второго управл ющих транзисторов, дополнительные транзистором, тип проводимости которого соответствует типу проводимости вспомогательного транзистора, п тым и шестым резисто- рами, причем выход.инвертора через п тый резистор подключен к базе третьего управл ющего транзистора, эмиттер которого соединен с шиной источника питани , а коллектор через шестой резистор подключен к базе дополнительного транзистора, к оллектор и эмиттер которого соответственно соединены с базой и эмиттером вспомогательного транзистора.

4.Ключ по пп. 1 - 3 о т л и- чающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , он снаб-. жен четвертым управл ющим транзистором , тип проводимости которого соответствует типу проводимости первого и второго управл юш;их транзисторов , диодом, седьмым, восьмым и дев тым резисторами, причем выход инвертора через седьмой резистор соединен с базой четвертого управл ющего транзистора эмиттер которого подключен к шине источни- ка питани , а коллектор через восьмой резистор соединен с первыми выводами дев того резистора и диода, вторые выводы которых соответственно подключены к общей шине и коллектору выходного транзистора.

5.Ключ по пп. 1 - 4, о т л и- чающийс  тем, что, с целью повьш1ени  помехоустойчивости, эмиттер каждого Управл ющего транзистора через соответствующий дополнительный резистор соединен с шиной источника питани  и через соответст конд енсатор подключен к общей шине.

ВНИИПИ Заказ 1138/60 Тираж 8.18 Подписное Филиал ПИП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (5)

1. Формула изобретения

   1. Транзисторный ключ, содержащий выходной и вспомогательный транзисторы одного типа проводимости, первый и второй управляющие транзисторы другого типа проводимости, блок галь7 ванической развязки, блок совпадения, инвертор, вентильный элемент, три резистора и общую шину, причем эмиттер выходного транзистора подключен к первой выходной шине и через вентильный элемент - к второй выходной шине и коллекторам выходного и вспомогательного транзисторов, база выходного транзистора соединена с эмиттером вспомогательного транзистора, база которого подключена к первому выводу первого резистора; первый и второй входы блока гальванической развязки соединены соответственно с первой и второй входными {шинами, а выход подключен к первому входу блока совпадения, выход и второй вход которой соответственно соединены с входом инвертора и третьей входной шиной, выход инвертора через второй резистор подключен к базе первого управляющего ’ транзистора, эмиттер которого подключен к шине источника питания, а коллектор - к первому выводу третьего резистора, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД, в него введен четвертый резистор, первый вывод которого соединен с выходом блока совпадения, а второй вывод подключен к базе второго управляющего транзистора, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с шиной источника питания и вторым выводом первого резистора, второй вывод третьего резистора подключен к эмиттеру выходного транзистора, база которого соединена с общей шиной.
2. 2. Ключ поп. 1, отличающийся тем, что .коллектор выходного транзистора подключен к второй выходной шине через линейный или нелинейный элемент.
3. 3. Ключ по пп. 1 и 2, о т л и- ч ающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен третьим управляющим транзистором, тип проводимости которого соответст— вует типу проводимости первого и второго управляющих транзисторов, дополнительньм транзистором, тип проводимости которого соответствует типу проводимости вспомогательного транзистора, пятым и шестым резисторами, причем выход.инвертора через пятый резистор подключен к базе третьего управляющего транзистора, эмиттер которого соединен с шиной тор и эмиттер которого соответственно соединены с базой и эмиттером вспомогательного транзистора.
4. 4. Ключ по пп. 1 - 3 о т л ичающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снаб-. жен четвертым управляющим транзистором, тип проводимости которого 10 соответствует типу проводимости первого и второго управляющих транзисторов, диодом, седьмым, восьмым и девятым резисторами, причем выход инвертора через седьмой резис15 тор соединен с базой четвертого управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к шине источника питания, а коллектор через восьмой резистор соединен с первыми' вы-

   20 водами девятого резистора и диода, вторые выводы которых соответственно подключены к общей шине и коллектору выходного транзистора.
5. 5. Ключ по пп. 1 - 4, о т л и-

   25 чающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, эмиттер каждого Управляющего транзистора через соответствующий дополнительный резистор соединен с шиной источника питания и через соответстисточника питания, а коллектор через

   ВНИИПИ Заказ 1138/60 Тираж 818 Подписное

   Филиал ППП Патент

   г.Ужгород, ул.Проектная, 4