SU1584100A1 - Транзисторный ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  коммутации силовой нагрузки, например, индуктивного характера. Цель изобретени  - повышение надежности работы и расширение области применени . Дл  этого в устройство введены транзистор 21 и резисторы 12, 15 и 22. Устройство содержит силовой транзистор 1, управл ющие транзисторы 7, 8, трансформатор 3 тока с первичной обмоткой 2 и вторичными обмотками 11, 13, диоды 10, 16, 19, резисторы 18, 20, 9. На чертеже также показаны шина 5 питани , шина 23 управлени , нагрузка 4, демпфирующа  цепь 6. Введение транзистора 21 и резисторов 15, 22 и 12 делает независимым количество витков в обмотке 13 от количества витков в обмотке 2 трансформатора 3 тока. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике, а именно к транзисторным ключам, предназначенньм дл  коммутации силовой нагрузки, в частности например , индуктивного характера.

Цель изобретени  - повышение надежности работы, а также расширение области применени  дл  коммутации больших токов при выбранном силовом транзисторе.

На чертеже приведена схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит силовой транзистор 1, в коллекторную цепь которого включены первична  обмотка

2трансформатора 3 тока, нагрузка 4 (условно изображенна  в виде трансформаторного однотактного каскада) и шина 5. Параллельно коллектору и эмит теру транзистора 1 подключена демпфирующа  цепь 6, служаща  дл  формировани  области безопасной работы этого транзистора. База транзистора 1 соединена с эмиттером первого управ- л ющего транзистора 7 и с коллектором второго управл ющего транзистора 8. Коллектор транзистора 7 через резистор 9 соединен с шиной 5 и через об ратновключенный диод 10 - с началом включающей обмотки 11 трансформатора

3тока, конец которой через резистор 12, начало выключающей обмотки 13 и эмиттер транзистора 1 соединен с общей шиной 14. Эмиттер транзистора 8 соединен через резистор 15 и пр мо- включенный диод 16 с концом выключающей обмотки 13. Конец включающей обмотки 11 соединен с вторым выводом конденсатора 17, первый вывод которо- го через резистор 18 соединен с базой транзистора 8, котора  через параллельно включенные диод 19 и резистор

20 соединены с концом включающей об- Мотки 11, начало которой соединено с коллектором транзистора 21, база которого соединена с базой транзистора 8, а эмиттер через резистор 22 - с анодом диода 16. База транзистора 7 подключена к шине 23 управлени . Ключ работает следующим образом.

Запертое состо ние транзистора 1 характеризуетс  закрытым транзистором 7. и отсутствием тока в нагрузке 4. При по влении положительного импульса на шине 23 управлени  открываетс  (транзистор 7. Через резистор 9 в ба- Ьу транзистора 1 подаетс  начальный импульс открывающего тока. Транзистор

0 5

«

Q

5

5

1 открываетс  и остаетс  в открытом и насыщенном состо нии (при наличии положительного импульса управлени  и . г- крытого состо ни  транзистора 7) за счет действи  положительной обратной св зи обмоток 2 и 11 трансформатора 3 тока. В нагрузке 4 по вл етс  ток, длительность которого определ етс  длительностью импульса управлени .

Запертое состо ние транзистора 8 обеспечиваетс  низким напр жением выключающей обмотки 13 трансформатора 3 тока, падением напр жени  на диоде 16, параллельно включенных диоде 19 и резисторе 20, резисторе 18. Также при увеличении напр жени  на выключающей обмотке 13 происходит более быстрое увеличение падени  напр жени  на резисторе 12 от прохождени  тока открывани  силового транзистора 1 от включающей обмотки 11. При этом падение напр жени  на резисторе 12 вычитаетс  из увеличивающегос  напр жени  на обмотке 13 трансформатора 3 тока. Следовательно , напр жение на базе транзистора 8 уменьшаетс , что обеспечивает запертое состо ние этого транзистора при наличии положительного импульса на шине 23 управлени .

После окончани  действи  положительного импульса на шине 23 управлени  транзистор 7 запираетс . Прекращаетс  базовый ток силового транзистора 1. Одновременно с этим напр жение на выключающей обмотке 13 повышаетс  настолько, что открываетс  транзистор 8. Это приводит к тому, что в базу силового транзистора 1 начинает поступать запирающий (рассасывающий) ток. Одновременно с транзистором 8 открываетс  и транзистор 21, через который приходит ток, определ ющий с помощью соотношени  сопротивлений резисторов 15 и 22 ток, проход щий через транзистор 8. Тем самым осуществл тс  ограничение запирающего тока силового транзистора 1 с целью исключени  его отказа.

В момент закрыти  силового транзистора 1, когда прекращаетс  его коллекторный ток, а следовательно, и ток через выключающую обмотку 13, разр жаетс  через эмиттерно-базовый переход силового транзистора 1 конденсатор 17 дл  завершени  рассасывани  неосновных носителей в базовой структуре этого транзистора. Конденсатор 17 разр жаетс  от суммарного падени  напр жени 

515

на диоде 19 и база-эмиттерном переходе транзистора 8 до падени  напр жени  на база-эмиттерном переходе этого транзистора. При этом резистор 20 дает возможность базовому току снижать- с  не скачком, а линейно. После разр да конденсатора 17 закрываетс  транзистор 8, и он остаетс  закрытым все последующее врем  до следующего мо- мент  запирани  силового транзистора 1. I Таким образом, в схеме транзисторного ключа при наличии положительного импульса на шине 23 управлени  за счет вычитани  падени  напр жени  на резисторе 12 из напр жени  на выключающей обмотке 13 трансформатора 3 тока исключаетс  возможность открыти  транзистора 8, а следовательно, закрыти  силового транзистора 1. Также за счет введени  транзистора 21 и резисторов 15 и 22 обеспечиваетс  ограничение запирающего тока силового транзистора 1 и исключаетс  возможность отказа силового транзистора, а также по вл етс  возможность прохождени  большого коллекторного тока через силовой транзистор 1.

Если бы транзистор 21 и резисторы 15 и 22 отсутствовали, то при увели- чении коллекторного тока силового транзистора 1 увеличилс  бы ток через выключающую обмотку 13 трансформатора 3 тока, что может привести к пробою базо-эмиттерного перехода силового транзистра 1 запирающим током при малом количестве витков в выключающей обмотке 13. Если увеличить количество витков в обмотке- 13, то это может привести к открыванию транзистора 8 при наличии в этот момент положительного импульса на шине 23 управлени  на базе транзистора 7. Следовательно, происходит недоиспользование силового транзистора 1 по коллекторному току. Наличие транзистора 21 и резисторов 15 и 22 делает независим количество витков в обмотке 13 от количества витков в обмотке 2 трансформатора 3 тока Данные признаки повышают надежность работы транзисторного ключа и расшир ют область его применени  дл  ком

« 0 5

о д с Q

5

00

мутации .больших токов при выбранном силовом Транзисторе.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, трансформатор тока-; два управл ющих транзистора, три диода , конденсатор, три резистора, эмиттер силового транзистора соединен с общей шиной, коллектор - с концом первичной обмотки трансформатора тока , начало которой через, нагрузку подключено к шине питани , коллектор первого управл ющего транзистора через первый резистор соединен с шиной питани , база - с шиной управлени , а эмиттер - с коллектором второго управл ющего транзистора и с базой силового транзистора, начало включающей обмотки трансформатора тока соединено с анодом первого диода, катод которого подключен к коллектору первого управл ющего транзистора, начало выключа- ющей обмотки трансформатора тока соединено с общей шиной, а конец - с катодом второго диода, анод которого подключен к первому выводу конденсатора , второй вывод которого соединен с концом включающей обмотки трансформатора тока и через параллельно соединенные третий диод и второй резистор - с базой второго управл ющего транзистора, котора  через третий резистор подключена к первому выводу конденсатора, отличающий - с   тем, что, с целью повышени  надежности работы и расширени  области применени , введены дополнительный транзистор и три резистора, база дополнительного транзистора соединена с базой второго управл ющего транзистора , эмиттер которого через четвертый резистор подключен к первому выводу конденсатора, коллектор дополнительного транзистора соединен с началом включающей обмотки трансформатора тока, конец которой через п тый резистор подключен к общей шине, эмиттер дополнительного транзистора через шестой диод подключен к первому выводу конденсатора.