SU1398058A1

SU1398058A1 - Ключевой транзисторный преобразователь напр жени

Info

Publication number: SU1398058A1
Application number: SU864153809A
Authority: SU
Inventors: Сергей Георгиевич Шраменко; Сергей Иванович Гулевский; Александр Михайлович Рохлин; Алексей Павлович Усачев; Александр Витальевич Богдашев
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-05-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани , электропривода и автоматики. Цель изобрете-. ни - повышение КПД. Преобразователь содержит силовой транзистор 1, база которого подключена через отпирающий транзисторный усилитель 3 к положительному вьшоду источника питани 2, а через запиракщий транзисторный усилитель 9 - к отрицательному выводу источника 2. Введение второго отпирающего 17 и второго запирающего 13 транзисторных усилителей позвол ет снизить динамические потери, т.к. дл отпирани и запирани силового тран- - зистора 1 используетс полное напр жение источника. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. . 9 К нигр(13К5 СО ;О 00 О сл 00

Description

Фиг.1

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного эле,чгропитани и электропривода дл коммутации напр жени . .

Цель изобретени - повышение КПД.

На фиг.1-4 приведены варианты выполнени принципиальной схемы устройства и эпюры, по сн ющие их pa6oty.

22и второго 23 стабилитронов, причем коллектор транзистора 21 соединен с анодом первого 22 и катодом второго

23стабилитронов, катод стабилитрона

стабилитрона 23 подключены к отрицательному выводу ИП 2, а база транзистора 21 соединена с входом устройства через узел 20 временной задержки.

Устройство работает следующим образом .

Управл ющие импульсы с входа устройства поступают на входы ЭТУ 9 и

Ключевой транзисторный преобразователь напр жени (фиг.1) содержит силовой транзистор 1, база которого соединена с положительным выводом ис-15 22 подключен к коллектору транзисто|точника 2 управл ющего напр жени ра 18, эмиттер транзистора 21 и анод

; (ИП) через отпирак Ций транзисторный

: усилитель 3 (ОТУ) , состо щий из перг iвого транзистора 4, база которого че-

:рез первый 5, а коллектор через вто- 20

:рой 6 резисторы подключены к поЛожи:тельному выводу указанного источника питани . База транзистора 4 подключена также через два соединенных после- . довательно в пр мом направлении дио-25 ОТУ 17 в противофазе за счет инверти- да с коллектором силового транзисто- рующего элемента 12, т.е. если ЗТУ 9 ра 1. К базе транзистора 4 подключен открываетс , то ОТУ 17 закрываетс , анод первого диода 7, а к коллектору и наоборот (диаграммы , Ug на силового транзистора 1 подключен ка- фиг.1). Пусть в момент времени t О тод второго диода 8. С базой силового 30 (Фиг.2) ЗТУ 9 закрыт, а ОТУ 17 от- транзистора .1 соединен запирающий крыт. При этом ОТУ 3 открываетс , так транзисторный усилитель 9 (ЗТУ), состо щий из второго транзистора 10,

эмиттер которого соединен с отрица-.

тельным выводом ИП 2, и третьего дио-,. за силового транзистора 1 через отI да 11, анод которого соединен с базой крытый ОТУ 3 подключена к положительiтранзистора . 1 и эмиттером транзисто- ному вьгооду ИП 2, а эмиттер через отI ра 4, а катод - с базой транзистора 4 крытый ОТУ 17 подключен к отрицатель и ксУплектором транзистора 10. Управ- . ному выводу источника (U, на фиг.2).

; л н ций вход устройства соединен с Силовой транзистор 1 открыт. Причем

: ЗОЙ транзистора 10, причем к этому входу подключен вход логического инвертирующего элемента 12. Эмиттер силового транзистора 1 подключен к ИП 2 через второй ЗТУ 13, состо щий из транзистора 14, база которого подсоединена через третий 15, а коллектор через четвертый 16 резисторы к положительному выводу ИП 2, эмиттер его соединен с отрицательным выводом ИП 2 через второй ОТУ 17, состо щий из транзистора 18, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом ИП 2 и

как он работает в противофазе с ЗТУ 9, а ЗТУ 13 закрываетс , так как он работает в противофазе с ОТУ 17. Ба45

в первый момент включени базовый ток силового транзистора 1 ограничиваетс резисторами 5 и 6, а ограничение насыщени осуществл етс , за счет цепочки обратной св зи на диодах 7 и 8. В момент времени происходит открывание ЗТУ 9 и закрывание ОТУ 17 (. , и 5 на фиг.2). При этом к базоэмиттерному переходу силового транзистора 1 прикладываетс запирающее напр жение, равное по величине напр жению ИП 2. Причем в первый момент напр жение Uy близко к нулю, а ток i 5., имеет выброс, ограниченный резисторами 15 и 16 (Uj , i 5, на фиг.2). Это обусловлено рассасыванием избыточных носителей в базе силового транзистора 1. Силовой транзистор закрываетс . В этой схеме напр жениг

четвертого диода 19, анод которого соединен с эмиттераш транзисторов 1 и 14, а катод - с базой транзистора 14 и коллектором транзистора 18, к базе транзистора 18 подсоединен выход инвертирующего элемента 12.

В устройство может быть введен стабилитрон 20, анод которого соединен с эмиттером, а катод - с коллектором транзистора 18 (пунктир на фиг.1).

Кроме того, в устройство (фиг.1) может быть введен (фиг.З) формирователь запирающего напр жени (ФЗН), состо щий из транзистора 21, первого

22и второго 23 стабилитронов, приче коллектор транзистора 21 соединен с анодом первого 22 и катодом второго

23стабилитронов, катод стабилитрона

22 подключен к коллектору транзистостабилитрона 23 подключены к отрицательному выводу ИП 2, а база транзистора 21 соединена с входом устройства через узел 20 временной задержки.

Устройство работает следующим образом .

ра 18, эмиттер транзистора 21 и анод

ОТУ 17 в противофазе за счет инверти- рующего элемента 12, т.е. если ЗТУ 9 открываетс , то ОТУ 17 закрываетс , и наоборот (диаграммы , Ug на фиг.1). Пусть в момент времени t О (Фиг.2) ЗТУ 9 закрыт, а ОТУ 17 от- крыт. При этом ОТУ 3 открываетс , так

как он работает в противофазе с ЗТУ 9, а ЗТУ 13 закрываетс , так как он работает в противофазе с ОТУ 17. БаСиловой транзистор 1 открыт. Причем

источника не должно превышать максимального обратного напр жени базо- эмиттерного перехода силового транзистора 1 .

В тех случа х, когда требуетс ограничить запирающее напр жение, прикладываемое к базоэмиттерному переходу силового транзистора 1, вводитс стабилитрон 20 (фиг.1, пунктир). Это вызывает повышение КПД за счет умены шени запирающего базового тока силового транзистора 1 при снижении его обратного базозмиттерного напр жени ,

При введении в устройство ФЗН (фиг.З) повышаетс быстродействие силового транзистора 1 по сравнению с устройством на фиг.1. Процесс открывани силового транзистора 1 в устройстве , вьтолненном по фиг.2, происходит аналогично описанному в пер-

вом устройстве на фиг.1 (U g, Ug

it

Us , ig на фиг.2). Процесс запирани силового транзистора происходит следующим образом. В момент времени t происходит открьгоание ЗТУ 9 и закрывание ОТУ 17. При этом к базоэмиттерному переходу силового транзистора 1 прикладываетс запирающее напр жение , равное по величине сумме напр жений стабилизации стабилитронов 22 и 23. Происходит быстрое запирание силового транзистора, так как это запирающее напр жение выбираетс на уровне максимального импульсного запирающего напр жени базозмиттерного перехода силового транзистора, а оно дл силовых транзисторов обычно значительно выше аналогичного статического запирающего напр жени .В момент времени t,; на выходе узла 24 задержки по вл етс импульс, отпираю 1ДИЙ транзистор 21, и обратное напр жение на базоэмиттерном переходе силового транзистора 1 снижаетс до ма лой величины, обусловленной напр жением стабилизации стабилитрона 22

5ХОА . USig

(и

и не зависит ИП 2.

и,

ЧГ

и

5, i g на фиг.4

от величины напр жени

Таким образом, повышаетс быстродействие по сравнению с устройством, выполненным по фиг.1, так как к базоэмиттерному переходу силового транзистора кратковременно приложено по- вьшенное запирающее напр жение.

Q

20

25

30

40 45 35

50

55

Форму ла изобретени

Claims

1. Ключевой транзисторный преобразователь напр жени , содержащий силовой транзистор и основной полумостовой транзисторный усилитель, который выполнен в виде цепочки из согласно последовательно соединенных первого транзистора, блокирующего диода и второго транзистора, при этом коллектор первого транзистора через первый резистор присоединен к первому вьгеоду дл подсоединени источника управл ющего напр жени , эмиттер второго транзистора подключен к второму выг воду дл подсоединени зтогр источника , а эмиттер первого транзистора присоединен к базе силового транзистора , причем база первого транзистора соединена с коллектором второго транзистора и через второй резистор подключена к первому выводу дл подсоединени источника управл ющего напр жени , а база второго транзистора соединена с управл ющим входом преЬб- разовател , отличающийс тем, что, с целью повьшени КПД, введен дополнительный полумостовой транзисторный усилитель, выполненный и подключенный к выводам дл подсоединени источника управл ющего напр жени аналогично основному полумостовому транзисторному усилителю, причем эмиттер первого транзистора дополнительного полумостового транзисторного усилител соединен с эмиттером силового транзистора, а база второго транзистора этого коммутатора соединена с управл ющим входом преобразо вател через введенньй логический инвертирующий элемент..

2.Преобразователь по п.1, о т - л и чающийс тем, что введен стабилитрон, включенньй параллельно второму транзистору дополнительного полумостового транзисторного усилител ..

3.Преобразователь по п.1, о т - личающийс тем,, что паргш- лельно второму транзистору дополнительного полумостового транзисторного усилител включены введенные два согласно последовательно соединенных стабилитрона, один из которых шунтирован введенным вспомогательным транзистором , подключенным базой через . введенный узел временной задержки к управл ющему входу преобразовател .

К нагрузке о

Фие.З

Фuz.it