SU1674329A1 - Устройство управлени транзисторным ключом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах силовой коммутации. Цель - расширение области применени  путем улучшени  динамических характеристик. Устр-во содержит силовой транзистор 1, в цепь силового тока которого включены первичные обмотки первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого 5 трансформаторов тока, вторичные обмотки которых 6 - 9 св заны через мостовые выпр мители 15, 14 с базой силового транзистора. Управление силовым транзистором 1 осуществл етс  от блока 22 управлени  через отпирающий 18 и запирающий 19 транзисторы. Причем отпирающий ток формируетс  с помощью трансформаторов тока 2 - 5, а запирающий с помощью источника 23 запирающего напр жени . Конденсатор 26 предназначен дл  форсировани  процессов отпирани  и запирани  силового транзистора 1 и компенсации индуктивной составл ющей вторичных цепей трансформаторов 2 - 5 тока. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах силовой коммутации систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники

Цель - расширение области применени  полупроводникового ключа путем улучшени  динамических характеристик.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом , на котором приведена электрическа  схема устройства управлени  транзисторным ключом

Устройство управлени  транзисторным ключом содержит силовой транзистор 1, в цепь силового тока которого включены соединенные согласно последовательно первичные обмотки первого 2. второго 3,

третьего 4 и четвертого 5 трансформаторов тока вторичные обмотки которых 6 9 соединены попарно встречно-последовательно и подключены к вторичным обмоткам 10, 11 первого 12 и второго 13 разделительных трансформаторов соответственно через первый 14 и второй 15 мостовые выпр мители Первичные обмотки разделительных трансформаторов 12, 13 присоединены к выходам первого 16 и второго 17 генераторов переменного напр жени  Отпирающий 18 и запирающий 19 транзисторы шунтированные первым и вторым обратными диодами 20, 21, базы которых подключены к выходу блока 22 управлени , а также источник 23 запирающего напр жени , диод 24, первый резистор 25, форсирующий конденО vj

Ь GJ

N5

ю

сатор 26 и последовательна  цепь из чет вертого диода 27 и второго резистора 28.

Устройство работает следующим образом .

Генераторы 16 и 17 переменного напр - жени  вырабатывают два переменных напр жени  высокой частоты пр моугольной формы, сдвинутых по фазе друг относительно друга на четверть периода. Эти напр жени  через разделительные трансформаторы 12 и 13 поступают в цепи вторичных обмоток 6-9 трансформаторов 2-5 тока. Положим , в данный момент времени силовой транзистор 1 закрыт и форсирующий конденсатор 26 зар жен до напр жени  источ- ника 23 с пол рностью, указанной на чертеже. При этом мостовые выпр мители 14 и 15 заперты напр жением конденсатора 26, превышающем двойное напр жение вторичной обмотки трансформаторов 12, 13.

При необходимости открыть силовой транзистор 1 блок 22 управлени  переключает быстродействующие транзисторы 18 и 19. запира  транзистор 19 и открыва  тран- зистор 18. Конденсатор 26 разр жаетс  по малоомной цепи через транзистор 18, форсиру  открывание силового транзистора 1. Одновременно открываютс  мостовые выпр мители 14, 15 и в базоэмиттерной цепи транзистора 1 начинает нарастать управл ющий ток, пропорциональный току в силовой коллекторной цепи транзистора 1. Базовый ток устанавливаетс  к моменту окончани  разр да конденсатора 26 и таким образом устран етс  вли ние индуктивно- стей рассе ни  трансформаторов тока 2-5 на процесс включени  силового транзистора 1.

Дл  запирани  силового транзистора 1 блок 22 у правлени  переключает транзисторы 18 и 19 в обратном направлении, т.е. открывает транзистор 19 и закрывает транзистор 18. При этом через источник 23, транзистор 19,первый диод 24 и конденсатор 26 создаетс  значительный импульс обратного тока, способствующий быстрому рассасыванию носителей зар да в базе запираемого силового транзистора 1. Энерги , запасенна  в индуктивност х его базоэмит- терной цепи, переходит в конденсатор 26, зар жа  последний. С другой стороны, идет зар д конденсатора от источника 23 сначала обратным током базы транзистора 1, а затем через диод 27 и резистор 28. Первый диод 24 предотвращает разр д конденсатора 26 через бэзоэмиттерный переход транзистора 1 в пр мом направлении, если напр жение на конденсаторе 26 превысит напр жение источника 23. Обратные диоды

20 и 21 предназначены дл  сн ти  коммутационных перенапр жений с управл ющих транзисторов 18 и 19 соответственно, Резистор 25 обеспечивает начальный зар д конденсатора 26 от источника 23 перед включением устройства в работу.

Таким образом, в предлагаемом устройстве использован токовый принцип формировани  базового тока силового транзистора 1, позвол ющий повысить КПД транзисторного ключа. Сердечники разделительных трансформаторов работают на симметричной петле гистерезиса, что существенно уменьшает их габариты и потери энергии. За счет фазового сдвига между напр жени ми питани  трансформаторов тока на четверть периода в кривой управл ющего импульса исключаютс  какие бы то ни было провалы при отсутствии сглаживающих элементов в базоэмиттерной цепи силового транзистора, что улучшает динамические характеристики транзисторного ключа.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство управлени  транзисторным ключом, содержащее силовой транзистор, в цепь силового тока которого включены первичные обмотки первого и второго трансформаторов тока, вторичные обмотки которых, включенные последовательно- встречно, соединены через первый мостовой выпр митель с вторичной обмоткой первого согласующего трансформатора, первична  обмотка которого присоединена к выходу первого генератора переменного напр жени , отпирающий и запирающий транзисторы, эмиттеры которых объединены , а управл ющие переходы подключены к выходу блока управлени , первый и второй обратные диоды, первый и второй резисторы , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  полупроводникового ключа, путем улучшени  динамических характеристик введены третий и четвертый диоды, конденсатор, источник запирающего напр жени , вторые генератор переменного напр жени , согласующий трансформатор и мостовой выпр митель, а также третий и четвертый трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в цепь силового тока силового транзистора, а вторичные обмотки, соединенные встречно- последовательно, соединены через второй мостовой выпр митель с вторичной обмоткой второго согласующего трансформатора, первична  обмотка которого подключена к выходу второго генератора переменного напр жени , при этом источник запирающего напр жени  включен через третий диод между эмиттером силового транзистора и

   коллектором запирающего транзистора, шунтированного первым обратным диодом и первым резистором, эмиттер которого соединен через включенные согласно-последовательно диагонали посто нного тока Первого и второго мостового выпр мителей с базой силового транзистора, базоэмиттерный переход которого шунтирован последовательной цепью из четвертого диода и второго резистора, а эмиттер подключен к коллектору отпирающего транзистора, шунтированного вторым обратным диодом, эмиттер которого соединен через конденсатор с базой силового транзистора.