SU1541723A1 - Устройство дл управлени силовым транзисторным ключом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Цель изобретени  - уменьшение коммутационных потерь и повышение надежности. С помощью введенного с указанной целью дроссел  11 обеспечиваетс  сдвиг переднего фронта управл ющего сигнала на входе вспомогательного транзистора 2 относительно заднего фронта управл ющего сигнала на выходе формировател  5 на врем  выключени  основного транзистора 1. За счет того, что транзистор 2 кратковременно находитс  в открытом состо нии, повышаетс  экономичность устройства. 2 ил.

Description

сп

Ј J

to

сс

Изобретение относитс  к преобразо- вйтельной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани .

Цель изобретени  - уменьшение коммутационных потерь и повышение надежности .

Иа фиг.1 представлена принципиальна  схема устройства дл  управлени  силовым транзисторным ключом; на .2 - временные диаграммы, по сн ю- unje принцип действи  устройства.

Устройство дл  управлени  силовым транзисторным ключом содержит основ- HQTi транзистор 1 и вспомогательный

транзистор 2 (например, типа п-р-п), первые силовые электроды (эмиттеры) которых объединены и св заны с первы- ми выводами конденсатора 3 и источни-} ка 4 питани , управл ющий вход основ- транзистора 1 подключен к выходу формировател  5 управл ющих сигналов, вфсодной трансформатор 6, вторична  обмотка 7 которого нагружена на управл ющий переход силового транзистора 8, а первична  обмотка 9 выполнена с, отпайкой и св зана одним крайним вы-, БОНДОМ с силовым электродом (коллект о- рбм) вспомогательного транзистора 2, а другим крайним выводом через первую обмотку 10 дроссел  J насыщени 1 св - ,з,ша с вторым силовым электродом ь (коллектором) основнаго транзистора JV Втора  обмотка 12 дроссел ми лодклю- чЈна через первый резистор 13 к уп- р вл ющему переходу вспомогательного транзистора 2 и шунтирована цепочкой иЈ последовательно соединенных первого диода 14 и второго резистора 15, а треть  обмотка 16 подключена параллельно конденсатору 3 через последовательно включенные второй диод 17 и третий резистор 18. ,

На фиг.2 прин ты следующие обозна- чени : 19 - управл ющий сигнал па выходе формировател  5; 20 - Форма тока коллектора основного транзистора 1; 23 - ЭДС на обмотке 12 дроссел  11I 22 - ток коллектора вспомогательного транзистора 2; 23 - форма ЭДС на обмотках выходного трансформатора 6. Устройство работает следующим образом ,

В исходном состо нии устройства при подключенном источнике 4 питани  и отсутствии управл ющих сигналов на выходе формировател  5 все транзисторы наход тс  в закрытом состо нии,

0

5

0 5 0

д

5

0

50

55

ЭДС на обмотках выходного трансформатора 6 и дроссел  11 равна нулю, а по обмотке 16 от источника 4 через третий резистор 18 и второй диод 17 протекает посто нный ток, намагничивающа  сила которого создает в магнито- проводе дроссел  11 определенной величины магнитный поток.

С момента времени t., (фиг.2) управл ющий сигнал 19 с формировател 

5подаетс  на вход основного транзистора 1, при включении которого замыкаетс  цепь дл  тока от источника 4 по обмотке 10 дроссел  11 и по части W1 первичной обмотки 9 трансформатора 6. При условии, что индуктивность обмотки ГО дроссел  11 на пор док меньше индуктивности намагничивани  первичной обмотки 9 трансформатора 6, можно допустить, что все напр жение источника 4 прикладываетс  к части

W первичной обмотки 9. В обмотку 7 трансформируетс  ЭДС 23, котора  при- кладываетс  к базо-эмиттерному переходу силового транзистора 8 в пр мом направлении и нагружает трансформатор

6базовым током. Ток 20 коллектора основного транзистора 1, равный по величине пересчитанному в первичную обмотку току базы силового транзистора 8, с момента времени t1 замыкаетс  по обмотке 10 дроссел  И и создает в магнитопроводе размагничивающий поток. Под действием разностного магнитного потока, создаваемого токами , протекающими в обмотках J2 и J6, в обмотке 12 наводитс  ЭДС 2J, котора  прикладываетс  к базо-эмиттерному переходу вспомогательного транзистора 2 в обратном направлении и к второму резистору 15 через смещенный в пр мом направлении первый диод J4. Параметры дроссел  11 и величина со противлени  резистора J5 выбираютс  из услови , чтобы к моменту времени ti разностный магнитный поток в магнитопроводе дроссел  достиг уровн  насыщени  и ЭДС на его обмотках снизилась до нул . В момент времени t3 снимаетс  управл ющий сигнал 19 с входа основного транзистора и начинаетс  этап его выключени , определ емый временем (t3 - t4) рассасывани  неосновных носителей и временем (t4 - t6) Формировани  среза импульса тока коллектора.

На интервале времени t4 - te ток 20 коллектора основного транзистора,

протекающий по обмотке 10 дроссел  И, уменьшаетс , и в результате чего уменьшаетс  намагничивающа  сила этой обмотки. При определенных параметрах дроссел  11 в момент времени ts его магнитопровод выходит из режима насыщени , и измен ющийс  магнитный поток наводит в обмотке 12 ЭДС 21 другой пол рности, котора  через первый резистор 13 прикладываетс  к входу вспомогательного транзистора 2 в пр - мом направлении и включает его. При условии, что врем  включени  и длительность среза импульса тока коллектора однотипных транзисторов одного пор дка, то интервал времени tf - tg, в течение которого транзисторы 1 и 2 одновременно .наход тс  в открытом состо нии, соответствуют их активному режиму, и коммутационный ток ограни - чиваетс  относительно большим сопротивлением транзисторов. Одновременно с момента времени ts к части V2первичной обмотки 9 прикладываетс  напр жение источника 4, ив обмотке 7 трансформируетс  ЭДС 23 другой пол рности , котора  прикладываетс  к базо- эмиттерному переходу силового транзистора 8 в обратном направлении и создает запирающий ток базы.

К моменту времени t7 магнитный поток в дросселе 11, определ емый намагничивающей силой обмотки 16, достигает установившегос  значени , и ЭДС на обмотке 12 уменьшаетс  до нул . С этого момента времени наступает этап естественного выключени  вспомогательного транзистора 2, который заканчиваетс  в момент времени t. С момента времени t(0 процессы в устройстве повтор ютс .

На любой из обмоток дроссел  J J вольт-секундные площади импульсов ЭДС разной пол рности должны быть равны и определ ютс  суммарным потокоспеп- лением обмоток. Амплитуду и длительность этих импульсов можно независимо измен ть подбором величины сопротивлени  резисторов 13 и 15 и тем самым измен ть длительность управл ющего импульса включени  вспомогательного транзистора 2 и, следовательно, длительность запирающего импульса ЭДС на входе силового транзистора 8, что особенно важно при условии применени  устройства в преобразовател х с щи- ротно-импульснои модул цией при боль- шой кратности регулировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  силовым

   транзисторным ключом, содержащее первый диод, основной и вспомогательный транзисторы, первые силовые электроды которых объединены и св заны с первыми выводами конденсатора и источника питани , управл ющий вход основного транзистора подключен к выходу формировател  управл ющих сигналов , выходной трансформатор, вторична  обмотка которого предназначена

   дл  подключени  к управл ющему переходу силового транзисторного ключа, а первична  обмотка выполнена с отпайкой и св зана одним крайним выводом с вторым силовым электродом вспомогательного транзистора, а отпайка подключена к вторым выводам конденсатора и источника питани , отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  коммутационных потерь и повышени  надежности, введены второй диод, три резистора и трех обмо- точный дроссель насыщени , перва  обмотка которого включена между другим крайним выводом первичной обмотки выходного трансформатора и вторым силовым электродом основного транзистора, втора  обмотка, включенна  встречно первой, подключена через первый резистор к управл ющему переходу вспомогательного транзистора и шунтирована цепочкой из последовательно соединенных первого диода и второго резистора , а треть  обмотка, включенна  согласно с второй, последовательно с

   вторым диодом и третьим резистором, подключена параллельно конденсатору.

   Фиг. г