SU1742987A1 - Транзисторный ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в преобразовател х электрической энергии. Цель изобретени  - повышение надежности транзисторного ключа путем ограничени  тока управл ющего электрода силового транзистора на уровне максимально допустимого . При подаче запирающего сигнала транзистор 3 закрываетс , и ток первого силового электрода транзистора 1 замыкаетс  по цепи: диод 5, ограничительный элемент 7, резистор 12, шина 4, обеспечива  форсированное рассасывание носителей в области его управл ющего электрода. При превышении величины максимально допустимого значени  этого тока открываетс  диод 13 и приоткрываетс  транзистор 3, ограничива  ток управл ющего электрода транзистора 1 на уровне максимально допустимого значени .1 ил.

Description

СП

С

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электронным устройствам управлени  элементами автоматических систем и вторичных источников электропита- ни , и может быть использовано в преобразовател х электрической энергии, вход щих в состав средств энергопитани , электроприводов и т.д.

Известны транзисторные ключи, в которых низковольтный быстродействующий транзистор включен в цепь эмиттера высоковольтного транзистора (или транзисторов ) и управл ет им.

Недостатком таких ключей  вл етс  пониженна  надежность, что обуславливаетс  тем, что при выключении низковольтного

транзистора разрываетс  цепь эмиттера высоковольтного транзистора и силовой ток его коллектора замыкаетс  через его базу, обеспечива  форсированное рассасывание неосновных носителей. Однако максимально допустимый ток базы транзистора всегда меньше максимально допустимого тока коллектора и, следовательно, при работе ключа на токах коллектора, близких к максимально допустимому, возможно превышение максимально допустимого тока базы транзистора , что приведет к выходу его из стро .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  транзисторный ключ, содержащий первый транзистор, первый силовой элект

го о

00 VJ

род которого соединен с первой выходной шиной, управл ющий электрод через последовательно соединенные первый и второй резисторы подключен к первой клемме источника питани , а второй силовой электрод соединен с первым силовым электродом второго транзистора, второй силовой электрод которого соединен с второй выходной шиной, соединенной также с второй клеммой источника питани , между которой и точкой соединени  первого и второго резисторов включен конденсатор, вход второго транзистора зашунтирован шунтирующим резистором, а управл ющий электрод соединен с выходом схемы управлени , запи- танной от источника питани , вход которой  вл етс  входом устройства.

Недостатком этого ключа также  вл етс  пониженна  надежность, обусловленна  тем, что при выключении ключа ток, протекающий через силовые электроды первого транзистора, замыкаетс  через его управл ющий электрод и может превышать максимально допустимый ток управл ющего электрода, что приведет к выходу транзистора из стро .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности транзисторного ключа.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в транзисторный ключ, содержащий первый транзистор, первый силовой электрод которого соединен с первой выходной шиной, управл ющий электрод через последовательно соединенные первый и второй резисторы подключен к первой клемме источника питани , а второй силовой электрод соединен с первым силовым электродом второго транзистора, второй силовой электрод которого соединен с второй выходной шиной, соединенной также с второй клеммой источника питани , вход его зашунтирован шунтирующим резистором, а управл ющий электрод соединен с выходом схемы управлени , запитанной от источника питани , вход которой  вл етс  входом устройства, введены ограничительный элемент , два диода и третий резистор, причем первый диод подключен анодом к управл ющему электроду первого транзистора, а катодом к точке соединени  первого и второго резисторов, к которой также подключен первый вывод ограничительного элемента, второй вывод которого через третий резистор подключен к второй выходной шине, а второй диод анодом соединен с вторым выводом ограничительного элемента , а катодом подключен к управл ющему электроду второго транзистора.

На чертеже приведена электрическа  схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит первый транзистор 1, первый силовой электрод которого подключен к первой выходной шине 2, второй его силовой электрод соединен с

5 первым силовым электродом второго транзистора 3, второй силовой электрод которого подключен к второй выходной шине 4. Управл ющий электрод первого транзистора 1 соединен с анодом первого диода 5 и

0 первым выводом первого резистора 6, второй вывод которого и катод первого диода 5 соединены с первым выводом ограничительного элемента (ОЭ) 7 и первым выводом второго резистора 8. Второй вывод второго

5 резистора 8 соединен с первой клеммой 9 источника питани . Схема управлени  (СУ) 10 вторым транзистором 3 подключена к первой клемме 9 и второй клемме 11 источника питани , котора  соединена с второй

0 выходной шиной 4. Между выходной шиной 4 и вторым выводом ограничительного элемента 7 включен третий резистор 12, а к точке их соединени  подключен анод второго диода 13, катод которого соединен с пер5 вым выводом шунтирующего резистора 14, второй вывод которого подключен к второй выходной шине 4, управл ющим электродом второго транзистора 3 и выходом схемы управлени  10 вторым транзистором 3.

ОВход cxeMti управлени  10  вл етс  входом устройства.

В качестве ограничительного элемента 7 может использоватьс , например, конденсатор или стабилитрон, подключенный като5 дом к катоду первого диода 5, при этом анод стабилитрона будет  вл тьс  вторым выводом ограничительного элемента, или несколько последовательно соединенных диодов, свободным анодом подключенные к

0 катоду диода 5, а свободным катодом - к второму выводу ограничительного элемента 7.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

5 При подаче сигнала на отпирание на вход 15 схемы управлени  10 вторым транзистором 3 на ее выходе по вл етс  сигнал, который прикладываетс  к управл ющему электроду второго транзистора 3 и открыва0 ет его. После открывани  транзистора 3 замыкаетс  цепь второго силового электрода первого транзистора 1 и по вл етс  отпирающий ток управл ющего электрода транзистора 1, величина которого определ етс 

5 резистором 8 и выбираетс  такой, чтобы поддержать транзистор 1 в насыщении при любых величинах тока нагрузки. Транзисторный ключ открыт.

При подаче сигнала на запирание на

вход 15 схемы управлени  10 вторым транзистором 3 транзистор 3 закрываетс . При этом разрываетс  цепь второго силового электрода первого транзистора 1 и ток его первого силового электрода замыкаетс  по цепи первый диод 5 - ограничительный элемент 7-третий резистор 12 - втора  выходна  шина 4, обеспечива  форсированное рассасывание носителей в области управл ющего электрода первого транзистора 1. Параметры ограничительного элемента 7 (величина емкости, напр жение стабилизации стабилитрона или количество диодов) и величина третьего резистора 12 выбираетс  таким образом, чтобы при превышении то- ком через управл ющий электрод первого транзистора 1 величины максимально допустимого тока управл ющего электрода дл  данного типа транзистора падение напр жени  на третьем резисторе 12 составл ло величину, равную суммарному падению напр жений на диоде 13 и управл ющем переходе транзистора 3. При этом транзистор 3 приоткрываетс  и часть тока первого силового электрода первого транзистора 1 на- чинает замыкатьс  через его второй силовой электрод и транзистор 3, ограничива  ток рассасывани  на уровне максимально допустимого тока управл ющего электрода транзистора 1, что предотвраща- ет выход транзистора 1 из стро  и тем самым повышает надежность транзисторного ключа. После полного запирани  транзистора 1 закроетс  и транзистор 3, так как ток через ограничительный элемент 7 и третий резистор 12 прекратитс .

Таким образом, за счет введени  ограничительного элемента, резистора и диодов

осуществл етс  ограничение тока управл ющего электрода первого транзистора на уровне максимально допустимого тока дл  данного транзистора, что предотвращает выход его из стро  и повышает надежность схемы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Транзисторный ключ, содержащий первый транзистор, первый силовой электрод которого соединен с первой выходной шиной , управл ющий электрод через первый и второй резисторы, которые соединены последовательно , подключен к первой клемме источника питани , а второй силовой электрод соединен с первым силовым электродом второго транзистора, второй силовой электрод которого подключен к второй выходной шине и второй клемме источника питани , котора  через шунтирующий резистор соединена с управл ющим электродом второго транзистора и выходом схемы управлени , питающие выводы которой подключены к клеммам источника питани , а вход  вл етс  входом устройства, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, введены ограничительный элемент , два диода и третий резистор, причем первый диод подключен анодом к управл ющему электроду первого транзистора, а катодом - к точке соединени  первого и второго резисторов и первому выводу ограничительного элемента, второй вывод которого через третий резистор подключен к второй выходной шине, анод второго диода соединен с вторым выводом ограничительного элемента, а катод подключен к управл ющему электроду второго транзистора.

   5

   6 -CD