SU1398081A1 - Магнитно-транзисторный ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Магнитртранзисторный ключ (МТК) содержит силовой тр нзШ ор ( СТ) I ,управл ющие т ранзисторы 2, 3, диоды 4-7, 23, ограничитель 8 тока, трансформатор 9 тока, конденсаторы 10, 24, ограничитель П длительности, резисторы 12, 25, 28, 29, выходные шины 13, 14, 21, шины 15, 16 питани , формирователь 17 импульсов, входные шины 18, 19, блок 20 блокировки, тран зисторы 22, 26, 27, элемент 2 И-НЕ 30, инвертор 31, повторители 32, 33. МТК формирует дополнительный выходной сигнал, характеризующий состо ние СТ 1, и может принимать сигнал, запрещающий включение СТ 1. МТК имеет повышенную надежность. 5 з.п. ф-лы, 1 ил..

Description

(Л

со CD

00 оо

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани .

Цель изобретени  - повышение надеж-- и второй входы которого подключены

нести магнитотранзисторного ключа за счет выключени  силового транзистора при превышении длительности его открытого состо ни  заданного значени .

На чертеже представлена схема нитотранзисторного ключа. : Магнитотраизисторный ключ содержит |сШ1Овой транзистор 1, первьй и второй {управл ющие транзисторы 2 и 3, четыре диода 4-7, ограничител:ь 8 тока, транс-15 форматор 9 тока, первый конденсатор 10, ограничитель 11 длительности, пер- ый резистор 12, причем змиттер силового трансформатора 1 подключен к

соответственно к первой и второй входным шинам 18 и 19, первый и вто рой питающие выводы блока 20 блокировки соединены соответственно с п вой и второй шинами 15 и 16 питани  а вход и выход соответственно подкл чены к коллектору второго управл ющ го транзистора 3 и дополнительной в ходной шине 21,

Ограничитель I1 длительности содержит первый дополнительный транзи тор 22, п тый диод 23, второй конд сатор 24 и второй резистор 25, причем первый вывод второго конденсато

Цервой выходной шине 13 и первым выво-20 рэ 24 подключен к первому входу огра|дам первого диода 4 и первого конден атора 10, вторые выводы которых сое|динены с одним выводом первой обмотки

Ьгрансформатора 9 тока, другой вывод

КОТОРОЙ подключен у. базе силового

транзистора 1, коллектор которого

ничител  11 длительности, первому вьг- воду п того диода 23, эмиттеру первого дополнительного транзистора 22 и второму выходу ограничител  11 дли- 25 тельности, первый выход которого соединен с коллектором первого дополнительного транзистора 22, база которого подключена к второму вьшоду п того диода 23, второму выводу второго конденсатора 24 и через второй резистор 25 - к второму входу ограничител  11 длительности.

1через вторую обмотку трансформатора Тока соединен с второй выходной |пиной 14, первый вывод третьей обмот- |ки трансформатора 9 тока через вто- ой диод 5 подключен к первой шине 115 питани  и эмиттерам первого и второго управл ющих транзисторов 2 и 3, шина 16 питани  через ограни- (читель 8 тока соединена с одним вьшо- ром третьего диода 6, другой вывод jtcoTOporo подключен к второму выводу гретьей обмотки трансформатора 9 тока и через его четверт ую обмотку - :к коллектору первого управл ющего транзистора 2, первый вьюод четверти- |го диода 7 подключен к первому выводу й той обмотки трансформатора 9 тока, первый и второй выводы шестой обмотки трансформатора 9 тока соответствен Но соединены с первым и вторым входами ограничител  11 длительности, первый и второй выходы которого соответственно подключены к коллектору и эмиттеру первого управл ющего тран- зистора 2, первый резистор 12 включен параллельно переходу база - эмит- гер силового транзистора 1, второй вывод четвертого диода 7 соединен с второй шиной 16 питани , второй вывод п той обмотки трансформатора 9 тока подключен к коллектору второго управл ющего транзистора 3, базы .первого и второго управл ющих тран-

эисторов 2 и 3 соединены cooTBeTCT- ве но с первым и вторым выходами формировател  17 импульсов, первый

и второй входы которого подключены

соответственно к первой и второй входным шинам 18 и 19, первый и второй питающие выводы блока 20 блокировки соединены соответственно с первой и второй шинами 15 и 16 питани , а вход и выход соответственно подключены к коллектору второго управл ющего транзистора 3 и дополнительной выходной шине 21,

Ограничитель I1 длительности содержит первый дополнительный транзистор 22, п тый диод 23, второй конденсатор 24 и второй резистор 25, причем первый вывод второго конденсато-

0 5 0 5 п

ничител  11 длительности, первому вьг- воду п того диода 23, эмиттеру первого дополнительного транзистора 22 и второму выходу ограничител  11 дли- 5 тельности, первый выход которого соединен с коллектором первого дополнительного транзистора 22, база которого подключена к второму вьшоду п того диода 23, второму выводу второго конденсатора 24 и через второй резистор 25 - к второму входу ограничител  11 длительности.

Ограничитель 8 тока содержит второй и третий дополнительные транзисторы 26 и 27, проводимость которых противоположна проводимости первого управл ющего транзистора 2, третий и четвертый резисторы 28 и 29, при- |чем эмиттер второго дополнительного транзистора 26 соединен с первым выводом третьего резистора 28 и одним выводом ограничител  8 тока, другой вывод которого подключен к коллектору третьего дополнительного транзистора 27, эмиттер которого соединен с вторым выводом третьего резистора 28 и базой второго дополнительного транзистора 26, коллектор которого подключен к базе третьего дополнительного транзистора 27 и через четвертый резистор 29 - к первой шине 15 питани .

Формирователь 17 импульсов содер жит элемент 2 И-НЕ 30, инвертор 31, первый и второй повторители 32 и 33, причем первый и второй входы формировател  17 импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 2 И-НЕ 30, выход которого подключен к входу инвертора 31 и

через первьш повторитель 32 - к первому выходу формировател  17 импульсов , второй выход которого соединен с выходом второго повторител  33 вход которого подключен к выходу инвертора 31.

Блок 20 блокировки содержит четветый дополнительный транзистор 34, проводимость которого противоположна проводимости второго управл ющего транзистора 3, инвертор 35, гаестой диод 36, п тый и шестой резисторы 37 и 38, причем коллектор четвертого

дополнительного транзистора 34 соеди- д измен етс  на противоположную. Под

нен с первым выводом п того резистора 37 и через инвертор - с выходом блока 20 блокировки, вход которого через шестой резистор 38 подключен к первому выводу шестого диода 36 и базе четвертого дополнительного транзистора 34, змиттер которого соедиг нен с вторым выводом шестого диода 36 и вторым питающим выводом блока 20 блокировки, первый питающий вывод которого подключен к второму выводу п того резистора 37.

Магнитотранзисторный ключ работает следующим образом.

В исходном состо нии транзисторы 1 и 3 закрыты, а транзисторы 2 открыты , при этом в четвертой обмотке трансформатора 9 тока протекает размагничивающий ток, величина которого определ етс  параметрами ограничител  8 тока. На вмне 19 присутствует сигнал логической единицы, на шине 18 - логического нул . При подаче на шину 18 сигнала логической единицы формирователь 17 выключает транзистор 2 и включает транзистор 3, в результате чего пол рность напр жений на первой обмотке трансформатора 9 тока становитс  открывающей дп  транзистора I, и через вторую обмотку начинает протекать ток коллектора транзистора 1, что из-за наличи  цепи положительной обратной св зи через первую и вторую обмотки токового трансформатора 9 вызьгеает лавинообразное насыщение транзистора 1. Базовый ток транзистора 1 протекает через диод 4, вызыва  на нем падение напр жени , от которого зар жаетс  конденсатор 10. При подаче на шину 18 сигнала логического нул  сигналы на выходах формировател  17 выключают транзистор 3 и включают транзистор 2, это приводит к тому,

что последовательно включенные треть  и четверта  обмотки оказываютс  закороченными через коллектор- эмиттерный переход транзистора 2 и диод 5, напр жение на первой обмотке скачкообразно уменьшаетс , и под действием разности напр жений конденсатора 10 и остаточного напр жени  первой обмотки начинаетс  процесс форсированного рассасывани  силового транзистора 1, после окончани  которого пол рность на всех обмотках токового трансформатора 9

0

5

0

5

0

5

0

5

действием этого обратного напр жени  и осуществл етс  процесс перемагничи- вани  сердечника токового трансформатора 9 через ограничитель 8 тока от источника питани .

Наличие резистора 12 позвол ет снизить обратное напр жение база - змиттер транзистора 1 до допустимого уровн . Параметры ограничител  8 тока выбираютс  твкими, чтобы ток пере- магничивани  создавал на нем доста г . точно малое падение напр жени , огра ничение .этого тока осуществл етс  лишь в конце цикла, когда процесс пе- ремагничивани  уже полностью закончен . Таким образом, врем  перемагни- чивани  сокращаетс  до минимума. Если

длительность открытого состо ни 

лового транзистора I по какой-либо причине превьшшет установленную, определ емую параметрами ограничител  11 длительности, то треть  и четверта  обмотки закорачиваютс  через выходы ограничител  11 длительности и диод 5, и транзистор I выключаетс . Таким образом парируютс  кратковременные сбои в цеп х источника питани  или источника входного сигнала, что позвол ет свести до минимума за- пасы по параметрам силового транзистора и его нагрузки, а также исключить аварийные режимы работы элементов устройства, т.е. повысить его надежность .

В устройстве имеетс  блок 20 блокировки , на выходе которого присутствует сигнал логического нул  в моменты времени, пока открыт транзистор 1, сигнал о состо нии которого снимаетс  с п той обмотки токового трансформатора 9 и поступает на вход 20 блокировки. Дл  получени  эффекта защиты силового транзистора 1 от сквозного тока об зательно наличиедругого аналогичного устройства с выхода блока 7.0 блокировки которого поступает сигнал логического нул  на шину 19, запреща  включение тран аистора I независимо от состо ни  сигналов управлени  на шине 18.

Таким образом, предлагаемое устройство формирует дополнительный ВЬР- ходной сигнал, характеризующий состо ние силового транзистора 1, и может принимать сигнал, запрещающий включение силового транзистора 1.

Надежность предлагаемого магнито- транзисторного ключа выше, чем у из- вестных, за счет выключени  силового транзистора при превьшении длительности его открытого состо ни  заданного значени .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   2.Ключ поп,1,отличаю- щ и и с   тем, что ограничитель длительности содержит первый дополнительный транзистор, п тьвй диод, второй конденсатор и второй резистор, причем первый вывод второго конденсатора подключен к первому входу ог-
2. 1.Магнитотранзисторный ключ, со- дергкащий силовой транзистор, первьй и второй управл ющие транзисторы, че- 25раничител  длительности, первому выво- тьфе диода, ограничитель тока, транс-ду п того диода, эмиттеру первого форматор тока, первый конденсатор,дополнительного транзистора и второ- эмиттер силового транзистора подклкг-му выходу ограничител  длительности, чен к первой выходной шине и первымпервый выход которого соединен с кол- выводам первого диода и первого кон- золектором первого дополнительного

   денсатора, вторые выводы которых соединены с одним выводом первой обмотки трансформатора тока, другой вывод которого подключен к базе силового транзистора, коллектор.которого через вторую обмотку трансформатора ;тока соединен, с второй выходной ши- ;мой, первый вывод третьей обмотки I трансформатора тока через второй (диод подключен к первой шине питани  ;и эмиттерам первого и второго управ- |л ющих транзисторов, втора  шина питани  через ограничитель тока соединена с одним выводом третьего диода , другой вывод которого подключен к второму выводу третьей обмотки трансформатора тока и через его чет- верт-ук обмотку - к коллектору первого управл ющего транзистора, база которого соединена с первой входной шиной, первьй вывод четвертого диода подключен к первому выводу п той обмотки трансформатора тока, отличающий с   тем, что, с целью

   50 третьего резистора и базой второго дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к базе третьего дополнительного транзистора и через четвертый резистор - к первой

   повьшени  надежности,, введены ограни- ggпгине питани , читель длительности и первый резис- 4.Ключ по п.1, отличаютор , причем проводимость второгощ и и с   тем, что, с целью расширеуправл ющего транзистора соответству-ни  функциональных возможностей, ввеет проводимости первого управл ющегодекы формирователь импульсов и блок

   10

   980816

   транзистора, первый и второй выводы шестой обмотки трансформатора тока соответственно соединены с первым и вторым входами ограничител  длитель- - ности, первый и второй выходы которого соответственно подключены к коллектору и эмиттеру первого управл ющего транзистора, первый резистор включен параллельно переходу база - эмиттер силового транзистора, второ- вывод четвертого диода соединен с второй шиной питани , второй вывод п той обмотки трансформатора тока подключен к коллектору второго управл ющего транзистора ,база которого соединена с второй входной шиной,

   2.Ключ поп,1,отличаю- щ и и с   тем, что ограничитель длительности содержит первый дополнительный транзистор, п тьвй диод, второй конденсатор и второй резистор, причем первый вывод второго конденсатора подключен к первому входу ог-

   15

   20

   25раничител  длительности, первому выво- ду п того диода, эмиттеру первого дополнительного транзистора и второ- му выходу ограничител  длительности, первый выход которого соединен с кол- золектором первого дополнительного

   транзистора, база которого подключена к второму выводу 1ТЯТОГО диода, второму выводу второго когзденсатора и через второй резистор - к второму вхо

   у ограничител  длительности.

   З.Ключ поп,, отличающийс  тем, что ограничитель тока содержит второй и третий дополнительные транзисторы, проводимости ко-

   торых противоположны проводимости первого управл ющего транзистора, третий и четвертьй резисторы, причем эмиттер второго дополнительного транзистора соединен с первым выводом

   третьего резистора и одним выводом ограничител  тока, другой вывод которого подключен к коллектору третьего дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом

   третьего резистора и базой второго дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к базе третьего дополнительного транзистора и через четвертый резистор - к первой

   пгине питани , 4.Ключ по п.1, отличаюблокировки , причем базы первого и второго управл ющих транзисторов сое- дииены соответственио с первым и вторым выходами формировател  импульсов , первый и второй входы которого подключены соответственно к первой и второй входным шинам, первый и второй питающие выводы блока блокировки соединены соответственно с первой и ВТОрой шинами питани , а вход и выход со соответственно подключены к коллектору второго управл ющего транзистора и дополнительной выходной шине,

   5.Ключ по п,4, о т л и ч а ю - щ и и с   тем, что формирователь ш пульсов Содержит элемент 2 И-НЕ, инвертор , первый и второй повторитель, причем первый и второй входы формировател  импульсов соединены соответст- веино с первым и вторым входами эле- мента 2 , выход которого подключен к входу инвертора и через первый повторитель - к первому выходу формировател  импульсов, второй выход ко-

   8

   соединен с выходом второго

   повторител , вход которого подключен к выходу инве15тора,

   6.Ключ по п.4,отличающий с   тем, что блок блокировки содержит четвертый дополнительный транзистор, проводимость которого противоположна проводимости второго управл ющего транзистора, инвертор, шестой диод, п тый и шестой резисторы , причем коллектор четвертого дополнительного транзистора соединен с первым выводом п того резистора и через инвертор - с выходом блока блокировки , вход которого через шестой резистор подключен к первому выводу шестого диода к базе четвертого дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого диода и вторым питающим выводом блока блокировки, первый питающий вывод которого подключен к второму выводу п того резистора.