SU1480048A1 - Устройство дл управлени силовым транзистором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питани . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  применени  его в однотактных преобразовател х и повышени  надежности переключени . Запуск транзистора 1 осуществл етс  кратковременным замыканием ключа 8. Конденсатор 4, разр жа сь через дополнительную обмотку, обеспечивает формирование импульса тока в эмиттерной цепи транзистора 1 с одновременным выключением транзистора 3. Далее открытое состо ние транзистора 1 поддерживаетс  положительной токовой обратной св зью. После выключени  транзистора 1 начинаетс  размагничивание сердечника трансформатора 2, открываетс  диод 5 и конденсатор 4 зар жаетс  размагничивающим током до напр жени , задаваемого ограничивающим элементом 6, защища  его коммутационных помех. Наличие напр жени  на конденсаторе 4 подготавливает транзистор 1 к следующему включению. 2 ил.

Description

(21)4075324/24-07

(22)06.05.86

(46) 15.05.89. Бюл. № 18

(71)Опытное производственно-техническое предпри тие Уралчерметавто- матика

(72)О. Н. Мельников

(53)621.316.727(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 1008869, кл. Н 02 М 7/537, 1985.

За вка Франции № 2558022, кл. Н 02 М 7/537, 1983.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ

(57) Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть исггользо- вано при разработке вторичных источников питани . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  применени  его в однотактных

преобразовател х н повышени  надежности переключени . Запуск транзистора 1 осуществл етс  кратковременным  а- мыканием ключа 8. Конденсатор 4, разр жа сь через дополнительную обмоткуf обеспечивает формирование импульса тока в эмиттерной цепи транзистора 1 с одновременным выключением транзистора 3. Далее открытое состо ние транзистора 1 поддерживаетс  положительной токовой обратной св зью. После выключени  транзистора 1 начинаетс  размагничивание сердечника трансформатора 2, открываетс  диод 5 и конденсатор 4 зар жаетс  размагничивающим током до напр лени , задаваемого ограничивающим элементом 6, защища  его от коммутационных помех. Наличие напр жени  на конденсаторе 4 подготавливает транзистор 1 к следующему включению. 2 ил.

tЈ

00

Фиг I

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питани  (ВИП) переключательного типа.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  применени  его в однотактных преобразова- JQ тел х и повышени  надежности переключени .

На фиг. 1 и 2 представлены примеры реализации устройства.

Устройство управлени  транзистор- $ ным ключом 1 содержит трансформатор 2 тока, первггчна  обмотка которого включена в силовую цепь ключа 1, вторична  в его эмиттерную цепь, блокирующий транзистор 3, шунтирующий ба- 20 за-эмиттерный переход ключа 1 , накопительный конденсатор 4, подключенный через выпр мительный диод 5 к вторичной обмотке, а через вольтоог- раничитепьный элемент 6 (стабилитрон 25 при использовании силового транзис- или цепочка диодов) к базе транзисто- тора 1 в токовых режимах существенно ра 3. Узел 7 поднар да содержит ре-ниже номинальных - не превышающих

зистор, св занный с источником по-(0,3-0,5) i Ном - Uбэ транзистора 1.

сто нного напр жени  Un, и предназна- не превышает 0,8-1,0 В и при обеспечен дл  подпитки накопительного кон- 30 чении полного разр да кбнденсатора 4

На фиг. 2 в качестве управл ющего ключа 8 показан триггерныи ключ на комплементарных транзисторах 9, управл емый оптроном 10 (срабатывание ключа происходит при подаче импульса тока на оптрон).

Выбор порогового напр жени  вольто ограничительного элемента 6 (и соответственно его реализаци ), а также реализаци  св зи вторичной обмотки трансформатора 2 тока с эмиттером транзистора 1 определ ютс  параметрами силового транзистора 1, режимом его работы и типом управл ющего ключ 8. При включенном силовом транзисторе 1 величина напр жени  на его база- эмиттериом переходе должна быть меньше суммы напр жений элемента 6 и напр жени  перехода база-эмиттер транзистора 3 за вычетом остаточного напр жени  (после разр да) на конденсаторе 4 о

Так, в общем случае (см. фиг. 1)

денсатора 4. Ключ 8 осуществл ет запуск транзистора 1.

Узел 7 подзар да нужен в основном дл  первого пуска ключа после включени  устройства и во врем  работы может быть отключен. Однако, так как потребление тока по цепи подпитки составл ет лишь сотые доли процента от тока силовой цепи, его можно и не отключать без ощутимого ухудшени  КПД устройства. На схеме фиг. 1 узел 7 выполнен только на резисторе и не отключаетс , на фиг. 2 он дополнительно содержит конденсатор в последовательном соединении с указанным резистором и диод, через который средн   точка этой цепочки подсоедин етс  в этом случае и к второй обкладке конденсатора 4, что обеспечивает отключение узла 7 па врем  работы устройства.

Дополнительна  обмотка трансформатора тока включаетс  последовательно в цепь ключа 8 либо со стороны его вывода, св занного с элементом 6

(фиг„ 2), либо со стороны его вывода, св занного с вторичной обмоткой трансформатора тока (фиг. 1). Оба варианта равноценны.

при использовании силового транзис- тора 1 в токовых режимах существенно ниже номинальных - не превышающих

На фиг. 2 в качестве управл ющего ключа 8 показан триггерныи ключ на комплементарных транзисторах 9, управл емый оптроном 10 (срабатывание ключа происходит при подаче импульса тока на оптрон).

Выбор порогового напр жени  вольто ограничительного элемента 6 (и соответственно его реализаци ), а также реализаци  св зи вторичной обмотки трансформатора 2 тока с эмиттером транзистора 1 определ ютс  параметрами силового транзистора 1, режимом его работы и типом управл ющего ключа 8. При включенном силовом транзисторе 1 величина напр жени  на его база- эмиттериом переходе должна быть меньше суммы напр жений элемента 6 и напр жени  перехода база-эмиттер транзистора 3 за вычетом остаточного напр жени  (после разр да) на конденсаторе 4 о

Так, в общем случае (см. фиг. 1)

0

з

при запуске, например, кратковременным замыканием клемм ключа 8 вольто- ограничительный элемент 6 может быть представлен всего одним диодом, а с

с эмиттером транзистора 1 и диодом 5 св зана вс  вторична  обмотка.

При использовании (см„ фиг. 2) транзистора 1 в предельных по току режимах (напр жение U $3 достигает 2 - 2,5 В) и при разр де конденсатора 4, например, с помощью триггерно- го ключа 8, когда остаточное напр жение может составл ть 0,5-0,7 В, минимальное напр жение на элементе 6

5 будет уже составл ть 2-3 В, что и

обуславливает выполнение его на трех- четырех диодах или низковольтном стабилитроне, при этом дл  ограничени  обратного напр жени  на база- эмиттерном переходе силового транзистора 1, которое в момент его размыкани  может превысить допустимое дл  данного типа транзистора значение, св зь вторичной обмотки с эмиттером этого транзистора осуществл етс  через отпайку, подключающую к нему меньшее число витков, чем к диоду 5. Элементы форсировани  включени  - конденсатор 11 и резистор 12 - на

0

схемах показаны пунктиром. Резистор 12 с конденсатором 4 определ ет длительность запускающего импульса, а конденсатор 11 обеспечивает дополнительную форсировку запуска, форсиру  запирание транзистора 1.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Конденсатор 4 в паузах между срабатывани ми силового ключа 1 находитс  в зар женном состо нии до уровн , определ емого пороговым напр жением элемента 6 вкупе с пр мосмещенным пе реходом база-коллектор транзистора 3. База-эмиттерный переход силового транзистора 1 при этом зашунтирован открытым переходом коллектор-эмиттер транзистора 3, что предотвращает ложные включени  ключа I (например, от импульсов помех).

Запуск транзистора 1 осуществл етс  кратковременным замыканием клемм ключа 8о Конденсатор 4, разр жа сь через дополнительную обмотку, обеспечивает формирование запускающего импульса тока в эмиттерную цепь транзистора 1 с одновременным сн тием блокировки (выключени  базового тока

Устройство дл  управлени  силовым транзистором, содержащее управл ющий ключ, трансформатор тока с дополнительной обмоткой, первична  обмотка которого предназначена дл  подключени  в силовую цепь базы силового транзистора, вторична  одним выводом соединена с одним выводом выпр мительного диода, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  применени  устройства в однотактных преобразовател х и повышени  надежности переключени , введены блокирующий транзистор, накопительный конденсатор, ограничивающий элемент и узел подзар да накопительного конденсатора, вход которого сотранзистора 3). Далее открытое состо- 30 единен с источником посто нного на-  ние ключа 1 поддерживаетс  за счет пр жени , причем другой вывод вторич35

40

положительной токовой обратной св зи.

После выключени  транзистора 1 начинаетс  размагничивание сердечника трансформатора 2 тока. Пол рность напр жени  на его обмотках измен ет ч знак, открываетс  диод 5 и конденсатор 4 зар жаетс  размагничивающим током до напр жени  отсечки, задаваемого элементом 6 и переходом транзистора 3. Открывание транзистора 3 ставит силовой ключ 1 на блокировку, защища  его от коммутационных помех, возникающих в нагрузке при выключении транзистора 1. Наличие же напр жени  дг на конденсаторе 4 одновременно подготавливает ключ 1 к следующему включению по замыканию ключа 8.

Таким образом, устройство может использоватьс  в схемах управлени  как двухтактных, так и однотактных преобразователей напр жени , имеет меньшие массогабаритные показатели

ной обмотки трансформатора тока предназначен дл  соединени  с базой силового транзистора и через последовательно соединенные дополнительную обмотку трансформатора тока и управл ющий ключ соединен с одним выводом ограничивающего элемента, другой вывод которого подключен к базе блокирующего транзистора, коллектор которого предназначен дл  соединени  с базой, а эмиттер - с эмиттером силового транзистора, точка соединени  эмиттеров силового и блокирующего транзисторов соединена с крайним выводом или отпайкой вторичной обмотки трансформатора тока, один вывод накопительного конденсатора предназначен дл  соединение с базой силового транзистора, а другой подключен к другому выводу выпр мительного диода и св зан с одним выводом ограничивающего элемента.

при уменьшении мощности внешнего возбуждени , имеет большие возможности регулировани  по скважности, что по- вытает надежность управлени  и дает возможность получить преобразователи с расширенным диапазоном входных напр жений и нагрузок.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  силовым транзистором, содержащее управл ющий ключ, трансформатор тока с дополнительной обмоткой, первична  обмотка которого предназначена дл  подключени  в силовую цепь базы силового транзистора, вторична  одним выводом соединена с одним выводом выпр мительного диода, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  применени  устройства в однотактных преобразовател х и повышени  надежности переключени , введены блокирующий транзистор, накопительный конденсатор, ограничивающий элемент и узел подзар да накопительного конденсатора, вход которого со

   единен с источником посто нного на- пр жени , причем другой вывод вторич5

   0

   г

   ной обмотки трансформатора тока предназначен дл  соединени  с базой силового транзистора и через последовательно соединенные дополнительную обмотку трансформатора тока и управл ющий ключ соединен с одним выводом ограничивающего элемента, другой вывод которого подключен к базе блокирующего транзистора, коллектор которого предназначен дл  соединени  с базой, а эмиттер - с эмиттером силового транзистора, точка соединени  эмиттеров силового и блокирующего транзисторов соединена с крайним выводом или отпайкой вторичной обмотки трансформатора тока, один вывод накопительного конденсатора предназначен дл  соединение с базой силового транзистора, а другой подключен к другому выводу выпр мительного диода и св зан с одним выводом ограничивающего элемента.

   5