SU1541766A1

SU1541766A1 - Device for control with composite key

Info

Publication number: SU1541766A1
Application number: SU874318894A
Authority: SU
Inventors: Николай Дмитриевич Терещенко; Александр Зиновьевич Венгер; Людмила Михайловна Свечкарева; Анатолий Михайлович Якименко
Original assignee: Предприятие П/Я М-5653; Харьковский государственный университет им.А.М.Горького
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1990-02-07

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в преобразовател х напр жени . Целью изобретени вл етс повышение быстродействи и КПД. Дл этого в устройство введены транзистор 6, диоды 9,10,11, резистор 16, конденсатор 17. Устройство также содержит высоковольтный 1 и низковольтный 2 силовые транзисторы, управл ющие транзисторы 3,4,5, диоды 7,8, резисторы 12...15, блок 20 управлени , два источника 18,19 питани . Цель достигаетс в результате форсированного рассасывани неосновных носителей в переходах транзисторов 1 и 2 и сокращени длительности фронта выключени транзистора 1. 1 ил.This invention relates to radio engineering and can be used in voltage converters. The aim of the invention is to increase speed and efficiency. For this purpose, a transistor 6, diodes 9, 10, 11, resistor 16, and capacitor 17 are introduced into the device. The device also contains high-voltage 1 and low-voltage 2 power transistors, control transistors 3,4,5, diodes 7,8, resistors 12. .15, control unit 20, two power sources 18.19. The goal is achieved as a result of forced absorption of minority carriers in the transitions of transistors 1 and 2 and a reduction in the duration of the turning-off front of transistor 1. 1 Il.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения.The invention relates to electrical engineering and can be used in voltage converters.

Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД.The purpose of the invention is improving performance and efficiency.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства (один из вариантов по полярности используемых транзисторов).The drawing shows a diagram of the proposed device (one of the options for the polarity of the used transistors).

Устройство содержит первый 1 (высоковольтный) и второй 2 (низковольтный) силовые транзисторы, четыре управляющих транзистора 3-6, пять диодов 7-11, пять резисторов 12-16, конденсатор 17, первый 18 и второй 19 источники питания, блок 20 управления, выходные шины 21 и 22.The device contains the first 1 (high voltage) and second 2 (low voltage) power transistors, four control transistors 3-6, five diodes 7-11, five resistors 12-16, a capacitor 17, the first 18 and second 19 power sources, control unit 20, output buses 21 and 22.

Транзисторы 1 и 2 (составной ключ) соединены последовательно и включены между шинами 21 и 22. База транзистора 3 через диод 7 подключена к кол:лектору транзистора 1 и через резистор 12 - к первому выводу источника 18, с которым соединены через резистор 13 коллектор транзистора 3 и через встречно-включенный диод 8 эмиттер транзистора 3, который подключен к базе транзистора 1.Transistors 1 and 2 (composite key) are connected in series and connected between buses 21 and 22. The base of transistor 3 is connected via diode 7 to the number: transistor 1 and through resistor 12 to the first output of source 18, to which the collector of the transistor is connected via resistor 13 3 and through an on-off diode 8 emitter of transistor 3, which is connected to the base of transistor 1.

Транзисторы 2 и 3 - разного типа проводимости, базы которых объединены и через резистор 14 подключены к первому выводу блока 20, эмиттеры транзисторов 2 и 3 объединены и подключены к базе транзистора 2, коллектор транзистора 2 через диод 11 подключен к базе транзистора 1, коллектор транзистора 3 через резистор 15 подключен к первому выводу источника 19, вторые разноименные выводы источников 18 и 19 подключены к эмит( теру транзистора 2 и второму выводу ΐ блока 20. * .Transistors 2 and 3 are of different types of conductivity, the bases of which are combined and connected through the resistor 14 to the first output of block 20, the emitters of transistors 2 and 3 are combined and connected to the base of transistor 2, the collector of transistor 2 is connected to the base of transistor 1 through transistor 1, and the collector of transistor 3 through a resistor 15 is connected to the first terminal of the source 19, the second opposite terminals of the sources 18 and 19 are connected to the emitter (the transistor 2 and the second terminal ΐ block 20. *.

Конденсатор 17 шунтирует выводы источника 18, База транзистора 6 через резистор 16 подключена к первому выводу блока 20, эмиттер - к первому выводу источника 18, а коллектор через диод 9 - к коллектору транзистора 1. Коллекторно-эмиттерный переход транзистора 6 зашунтирован встречно-включенным диодом 10.The capacitor 17 shunts the terminals of the source 18, the base of the transistor 6 is connected through the resistor 16 to the first output of the block 20, the emitter to the first output of the source 18, and the collector through the diode 9 to the collector of the transistor 1. The collector-emitter junction of the transistor 6 is shunted by an on-off diode 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Предположим с выхода блока 20 подается отпирающее управляющий переход транзистора 4 напряжение. В этом случае транзисторы.1-4 открыты, а транзисторы 5 и 6 закрыты. Ток эмиттера транзистора 3, разветвляясь, протекает через диод 11, силовые переходы транзистора 4, управляющий переход транзистора 2, управляющий переход транзистора 1, силовые переходы транзистора 2. При этом падение напряжения на силовых переходах транзистора 2 можно определить из выражения:Suppose from the output of block 20 is supplied unlocking control transition of the transistor 4 voltage. In this case, transistors 1-4 are open, and transistors 5 and 6 are closed. The emitter current of the transistor 3, branching, flows through the diode 11, the power transitions of the transistor 4, the control transition of the transistor 2, the control transition of the transistor 1, the power transitions of the transistor 2. In this case, the voltage drop at the power transitions of the transistor 2 can be determined from the expression:

где П_кэ2,where P _ke2 ,

U_H - падение напряжений на переходах коллектор-эмиттер транзисторов 2 и 4, переходов база-эмиттер транзисторов 1 и 2, диода 11.U _H - voltage drop at the collector-emitter junctions of transistors 2 and 4, base-emitter junctions of transistors 1 and 2, diode 11.

При работе устройства в режиме, близком к нулевому току, величина напряжения (и_ц ~Ц)_Э1) - положительная и по величине -0,1-0,3 В, так как на диоде 11 в этом случае напряжение -0,8-1,0 В, а падение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора. 1 ~0,7 В. При работе устройства в режиме с током, близким к максимально допустимому току коллектора силовых транзисторов 1 и 2, величина напряжения (U_H -Uj,,)становится отрицательной, порядка - 0,1-0,2 В, так как с увеличением тока коллектора падение напряжения U_s возрастает в большей степени за счет модуляции тока базы.When the device is operating in a mode close to zero current, the voltage value (and _c ~ C) _E1 ) is positive and -0.1-0.3 V in magnitude, since in this case diode 11 has a voltage of -0.8- 1.0 V, and the voltage drop at the base-emitter junction of the transistor. 1 ~ 0.7 V. When the device is operating in a mode with a current close to the maximum allowable collector current of power transistors 1 and 2, the voltage value (U _H -Uj ,,) becomes negative, of the order of 0.1-0.2 V , since with increasing collector current the voltage drop U _s increases to a greater extent due to modulation of the base current.

Следовательно, падение напряжения на транзисторе 2 в режиме максимальных токов меньше, чем у известного, и меньше потери, т.е. КПД выше. В то же время при малых токах транзистор 2 находится в граничном режиме, чем минимизируется время рассасывания.Therefore, the voltage drop across the transistor 2 in the maximum current mode is less than that of the known one, and there is less loss, i.e. Efficiency is higher. At the same time, at low currents, transistor 2 is in the boundary mode, which minimizes the resorption time.

При выключении на управляющий переход транзистора 4 подается запирающее напряжение, при этом длительность процесса переключения напряжения конечна и имеет определенное время. Транзистор 4 запирается и отпираемся транзистор 6. Ток через транзисторы 1 и 2 возрастает на величину тока заряда диода 9, в качестве которого применяется соответствующим образом подобранный по времени рассасывания и времени восстановле5 ния обратного сопротивления диод. Следующим этапом является отпирание транзистора 5 и запирание транзистора 2, Потенциал обоих силовых выводов транзистора 1 оказывается значительно выше потенциала базы, поэтому происходит активное запирание обоих Переходов.When turned off, a blocking voltage is applied to the control transition of the transistor 4, while the duration of the voltage switching process is finite and has a certain time. The transistor 4 is locked and the transistor 6 is turned on. The current through the transistors 1 and 2 increases by the value of the charge current of the diode 9, which is used as a diode appropriately selected for the absorption time and the recovery time of the reverse resistance. The next step is unlocking the transistor 5 and locking the transistor 2. The potential of both power terminals of the transistor 1 is much higher than the base potential, therefore, both Transitions are actively locked.

Значительную часть тока на этапе восстановления обратного сопротивления транзистора 1 принимает на себя диод 9. При этом КПД использования диода 9 выше, чем в известных схемах, 15 так как заряжается он сравнительно небольшое время, порядка 1 мкс, в паузе между снижением управляющего напряжения на базе транзистора 4 и моментом выключения транзистора 2, и в нем рассеивается незначительная мощность. Оканчивается процесс выключения транзисторов 1 и 2 процессом восстановления обратного .сопротивле- 25 ния диода 9 при полностью закрытых силовых транзисторах 1 и 2. Длительность этого этапа полностью определяется барьерной емкостью и емкостью монтажа перехода транзистора 1, так как длительность'этапа восстановления диода 9 существенно меньше.A significant part of the current at the stage of restoration of the reverse resistance of the transistor 1 is taken over by the diode 9. In this case, the efficiency of using the diode 9 is higher than in known schemes, 15 since it charges for a relatively short time, of the order of 1 μs, in the pause between the decrease in the control voltage at the base transistor 4 and the moment the transistor 2 is turned off, and insignificant power is dissipated in it. The process of turning off the transistors 1 and 2 by the process of restoring the reverse resistance of the diode 9 with the completely closed power transistors 1 and 2 ends. The duration of this stage is completely determined by the barrier capacitance and the capacitance of the installation of the transition of transistor 1, since the duration of the recovery stage of diode 9 is significantly less .

Таким образом, предлагаемое устройство имеет более высокий КПД и повышенное быстродействие по сравнению с известным.Thus, the proposed device has a higher efficiency and increased speed compared to the known.

Claims

Claim

A device for controlling a composite key containing the first and second power transistors that are connected in series and connected between the first and second output buses, three control transistors, five diodes, four resistors, a control unit, two power supplies, the base of the first control transistor is connected through the first diode to the first power terminal of the first power transistor and through the first resistor to the first terminal of the first power source, to which the first power terminal of the first is connected through the second resistor of the control transistor and through the counter-connected second diode - the second power output of the first control transistor, which is connected to the base of the first power transistor, the second and third control transistors of different types of conductivity, the bases of which are combined and through the third resistor are connected to the first output of the control unit, the first power of the same name the findings of the second and third control transistors are combined and connected to the base of the second power transistor, the second power output of the third control transistor through the fourth resistor is connected to the first terminal of the second power source, the second opposite terminals of the first and second power sources are connected to the second power terminal of the second power transistor and the second terminal of the control unit, characterized in that, in order to improve performance and efficiency, the fourth control transistor and capacitor are introduced which shunts the terminals of the first power source, the base of the fourth control transistor is connected through the fifth resistor to the first terminal of the control unit, the first power terminal - to the first output of the first power source, and the second power output through the third. diode - to the first power output of the first power transistor, the power terminals of the fourth control transistor are shunted by the fourth diode, turned on, the second power output of the second control transistor through the fifth diode is connected to the base of the first power transistor.