SU1394430A1 - Полупроводниковый ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной и силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например , в импульсных усилител х мощности . Цель изобретени  - повышение надежности и КПД устройства. УстройIff , ство содержит последовательно соединенные транзистор 2 и полупроводниковый прибор 1, предварительные усилители 3 и 4 и диод 5. Полупроводниковый прибор 1 выполнен в виде запираемого тиристора. Введенные резистор 6, стабилитрон 7 и конденсатор 8 св заны таким образом, что при коммутации тиристора осуществл етс  накопление энергии и использование этой энергии дл  управлени  транзистором 2. Одновременно с этим обеспечиваетс  регул ци  тока базы транзистора 2 пропорционально току нагрузки 10. В результате достигаетс  повышение экономичности и надежности работы уст- ройства в импульсных усилител х мощности . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ш сл 00 со 4 4 00

Description

ф1/г.

Изобретение относитс  к импульсной и силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например , в импульсных усилител х мощности,

Цель изобретени  - повьшение надежности и КПД.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема полупроводникового

(0,5 мкс), а заканчиватьс  раньше- по сравнению с управл ющим сигналом на втором выходе. Предварительные усилители 3 и 4 усиливают эти сигналы и возбуждают базовые цепи полупроводникового -прибора 1 и транзистора 2. Ключ отпираетс , и в цепи нагрузки 10 протекает ток 1. С окончанием

ключа{ на фиг. 2 - временные диаграм-fo управл ющего сигнала на втором выхомы работы ключа.

Ключ (фиг. 1) содержит полупровод- никовьй прибор 1, транзистор 2, первый 3 и второй 4 предварительные усилители , диод 5, резистор 6, стабили- 15 трон 7, конденсатор 8, блок 9 управде блока 9 начинаетс  процесс запирани  ключа. При этом подача пр мого базового тока прекращаетс , и транзистор 2 спуст  некоторое врем  tn tj - t запираетс .

Так как цепь эмиттера прибора 1 размыкаетс , ток нагрузки коммутирует в цепь базы транзистора 2 через диод 5, и в конденсаторе 8 осуществл етс  накопление электрической энергии в течение полного времени выключени  прибора 1. Так как обратный базовый ток равен току в выходной цепи прибора 1, напр жение на конденсаторе 8 Ut оказываетс  пропорциональным току нагрузки 10.

лени , нагрузку 10, шину 11

питани 

и общую шину 12.

Полупроводниковый при бор 1 может быть выполнен в виде транзистора или запираемого тиристора (что  вл етс  предпочтительным),

Полупроводниковый прибор 1 и транзистор 2 соединены последовательно. Первый и второй выходы блока 9 уп- ,равлени  соединены с первь.тми входами первого 3 и второго 4 предварительных усилителей соответственно, вторые входы усилителей 3 и 4 соединены с общей шиной 12, а первые выхо- ды - соответственно с управл ющими выводами полупроводникового прибора 1 и транзистора 2, анод диода 5 соединен с управл ющим вьшодом полупроводникового прибора 1, первый выход которого соединен с первым выводом нагрузки 10, второй вьюод которой соединен с эмиттером транзистора 2 и с общей шиной 12, второй выход усилител  3 соединен с шиной 11 питани , первый вывод резистора 6 соединен с шиной 11 питани , а второй вывод - с вторым выходом усилител  4 с катодом диода 5 и с первыми выво (0,5 мкс), а заканчиватьс  раньше- по сравнению с управл ющим сигналом на втором выходе. Предварительные усилители 3 и 4 усиливают эти сигналы и возбуждают базовые цепи полупроводникового -прибора 1 и транзистора 2. Ключ отпираетс , и в цепи нагрузки 10 протекает ток 1. С окончанием

управл ющего сигнала на втором выхо5

0

5

0

5

0

де блока 9 начинаетс  процесс запирани  ключа. При этом подача пр мого базового тока прекращаетс , и транзистор 2 спуст  некоторое врем  tn tj - t запираетс .

Так как цепь эмиттера прибора 1 размыкаетс , ток нагрузки коммутирует в цепь базы транзистора 2 через диод 5, и в конденсаторе 8 осуществл етс  накопление электрической энергии в течение полного времени выключени  прибора 1. Так как обратный базовый ток равен току в выходной цепи прибора 1, напр жение на конденсаторе 8 Ut оказываетс  пропорциональным току нагрузки 10.

На этапе рассасыв ани  избыточного зар да в приборе 1 напр жение на его втором выходе, а соответственно, и на коллекторе транзистора 2 возрастает до величины U. + U, где Ua - на- лпр жение на пр мосмещенном диоде 5 Ч ,8 В) „ В момент времени t4 (фиг. 2) процесс рассасывани  избыточных носителей в приборе 1 заканчиваетс , и его выходной ток начинает спадать. Напр жение на выходе прибора 1 нарастает вплоть до величины напр жени  источника питани  нагрузки (момент tj), а напр жение на транзисторе 2 спадает до нул , так как все напр жение вьщел етс  на приборе 1.

Введение дополнительных элементов

дами стабилитрона 7 и конденсатора 8, резистора 6, стабилитрона 7, конденвторые вьшоды которых соединены с общей шиной 12.

Ключ работает следующим образом.

В исходном состо нии сигналы на выходах блока 9 отсутствуют, базовые потенциалы близки к нулю, и ключ разомкнут. Блок 9 управлени , работающий в режиме автогенерадии или внешнего запуска, вьфабатывает два положительных импульса заданной дпи- тельности и скважности (фиг. 2, -t,). С целью уменьшени  динамических потерь сигнал на первом выходе блока 9 может по вл тьс  несколько позже

50

55

сатора 8 и новьрс св зей позвол ет по сравнению с известным ключем использовать часть накапливаемой в приборе 1 электрической энергии дл  питани  цепи базы транзистора 2, обеспечить регулировку тока базы транзис тора 2 пропорционально току нагрузки 10, измен ть напр жение включени  шунтирующей цепи базы прибора 1 пропорционально току нагрузки.

Этим достигаетс  повьшение надежности и КПД полупроводникового ключа Дополнительный эффект достигаетс , если в ключе в качестве при0

5

сатора 8 и новьрс св зей позвол ет по сравнению с известным ключем использовать часть накапливаемой в приборе 1 электрической энергии дл  питани  цепи базы транзистора 2, обеспечить регулировку тока базы транзистора 2 пропорционально току нагрузки 10, измен ть напр жение включени  шунтирующей цепи базы прибора 1 пропорционально току нагрузки.

Этим достигаетс  повьшение надежности и КПД полупроводникового ключа Дополнительный эффект достигаетс , если в ключе в качестве прибора 1 используетс  запираемый по базе тиристор. В этом случае накапливаемый в конденсаторе 8 зар д автоматически измен етс  пропорционально , току нагрузки, что дополнительно способствует повьшению надежности работы и снижению рассеиваемой мощноС ти в ключе.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Полупроводниковый ключ, содержащий последовательно соединенные полупроводниковый прибор и транзистор 15 первый и второй предварительные усилители , диод, блок управлени , первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго предварительных усилителей со- 20 ответственно, вторые входы которых соединены с общей шиной, а первые выходы соединены соответственно с управл ющими выводами полупроводниково%

   JQ

   го прибора и транзистора, анод диода соединен с управл ющим выводом полупроводникового прибора, первый вывод которого соединен с первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с эмиттером транзистора и с общей шиной, второй выход первого предварительного усилител  соединен iC шиной питани , отличающий- с   - тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, введены резистор, стабилитрон и конденсатор, первый вывод резистора соединен с шиной питани , а второй вывод - с вторым выходом второго предварительного

   усилител , с катодом диода и с пер- выми выводами стабилитрона и конденсатора , вторые выводы которых соединены с общей шиной.
2. 2. Ключ поп. 1, отлича ю- щ и и с   тем, что полупроводнико- вьш прибор выполнен в виде запираемого тиристора.