SU702523A1 - Ключ посто нного тока - Google Patents

Description

.Изобретение относитс  к области электро техники и может найти примене ниев бесконтактной коммутационной аппаратуре устройств преобразовани  и регулировани  электрической энергии . Известны ключи посто нного тока, содержащие силовой и управл ющий тра зисторы и трансформатор, первична  обмотка которого включена последовательно с коллекторно-эмиттерной цепью силового транзистора и нагрузкой а вторична  - последовательно с коплекторноэмиттерной цепью управл ющего транзистора и базо-эмиттерным переходом силового. Однако в подобных ключагх процесс отпирани  силового транзистора занимает продолжительное арем, что повышает динамические потери и уменьшает быстродействие ключа . Кроме того, в р де схем, где последовательно со вторичной обмоткой трансформатора введен дополнительный диод и коллекторна  цепь управл ющего транзистора гальванически не св ,зана с шиной питани , дл  отпирани  силового ключа требуетс  значительна мощность входного сигнала 1 и 21. Указанные недостатки объ Ън ютс  следующими причинами. Во-первых, дл  вс кого трансформатора со значительным коэффициентом трансформации, а таким  вл етс , трансформатор тока в схеме силового ключа, характерно наличие существенных потоков рассе ни  между первичной и вторичной обмотками . Из-за этого зат гиваетс  нарастание тока во вторичной обмотке, что, в свою очередь, ведет к уменьшению скорости отпирани  силового транзистора . Во-вторых , в схеме, где последовательно со вторичной обмоткой включены диод и коллекторно-эмиттерна  цепь управл ющего транзистора, причем в отсутствии входного сигнала на коллекторе последнего нет смещени , соответствукадего активному режиму транзистора , развитие регенерати вного процесса отпирани  силового -транзистора затруднено. Это обусловлено тем, что дл  развити  регенерации на вторичной обмотке должно возникнуть напр жение, достаточное дл  преодолени  пороговых напр жений отпирани  указанных диода и управл ющего транзистора. До возникновени  указанного напр жени , т.е. до начала регенерации, управл. ющий транзистор тер ет свои усилительные свойства, и ток входного сигнала, поступающий в базу силового транзистора , не усиливаетс  управл ющим транзистором .

Цель изобретени  - сокращение динамических потерь , повышение быстродействи  ключа и уменьшение необходимой импульсной мощности входного сиг нала. .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ключе посто нного тока/ содержащем силовой и управл ющий транзистpj и трансформатор, первична  обмотк которого включена последовательно с коллекторно-эмиттерной цепью, силового транзистора и нагрузкой, а вторична  - последовательно с коллекторноэмиттерной цепью управл ющего транзистора и базо-эмиттерным переходом силового, коллектор управл ющего транзистора св зан с эмиттёрЬм; силового через конденсатор и гальванически св зан, например, через резистор , с шиной питани .

Из-за наличи  конденсатора, гальванически св занного с шиной питани  напр жение на коллекторном переходе управл ющего транзистора закрытого ключа поддерживаетс  на уровне, характерном дл  активного режима его работы, что обеспечивает быстрое отпирание силового транзистора, несмотр  на наличие индуктивности рассе ни  между первичной и вторичной обмотками трансформатора.

Схема ключа посто нного тока изображена на чертеже.

В нем эмиттер силового транзистора 1 соединен с общей шиной 2. Коллектор силового транзистора через первичную обмотку 3 трансформатора 4 и нагрузку 5 подключен к шине питани  6. Последовательно с баэЬ-эмиттерным переходом силового.транзистора 1 включены эмиттерно-коллекторна  цепь управл ющего транзистора 1,. вто рична  обмотка 8 трансформатора 4 и диод 9. КоллёктЬр управл ющего транзистора 7 св зан с эмиттером силового транзистора 1 через конденсатор , кроме того, св зан с шиной питани  б через параллельно-соединенные резистор 11 и диод 12.

Принцип действи  предлагаемого ключа посто нного тока состоит в следующем.

В отсутстйии входного сигнала положи ельной пол рности на базе управл1|квдего транзистора 7 он находитс  в эапертом состо нии, а конденсатор Ю - зар жен Вследствие этого коллекторный переход транзистора находитс , под нормальн ам смещением, обеспечивающем наличие у него усилительных свойств.

Поступление входного сигнала на базу управл ющего транзистора 7 вызывает его отпирание и разр д .конденсатора 10 через коллекторно-эмиттерную цепь этого транзистора и базо-эмитт .ерный переход силового транзистора 1. Ток разр да имеет значительную величину (превышает входной ток в число раз, равное коэффициенту усилени  тока базы управл ющего транзистора), и это обеспечивает быстрое отпирание силового транзистора 1, несмотр  на наличие индуктивности рассе ни  между первичной

3и вторичной 8 обмоткой трансферматора 4. Последний осуществл ет положительную .обратную св зь по току,вследствие чего открытое состо ние силового транзистора 1 поддерживаетс  в течение времени, пока открыт под действием входного сигнала управл ющий тр)анзистор 7.

По окончании входного сигнала сначала происходит запирание управл ющего транзистЬра 7, а силовой транзистор 1 в течение некоторого времени продолжает.работать в состо нии насыщени . Запирание управл ющего транзистора 7 приводит к тому, что током обмотки 8 быстро зар жаетс  конденсатор . 10. Нарастани напр жени  на этом конденсаторе продолжаетс  до тех пор, пока не отпираетс  диод 12, фиксирующий потенциал коллектора транзистора 7 на уровне напр жени  источника питани . Если параллельно конденсатору 10 включить стабилитрон то уровень фиксации потенциала будет определ тьс  напр жением п эобо  стабилитрона ..

Таким образом, зар д конденсатора 10 в предлагаемом ключе посто нного тока происходит не через резистор 11 что позвол ет ; вьтбирать его сопротивление значительным , не опаса сь существенного возрастани  времени за .р да конденсатора и уменьшени , тем самым, быстродействи  ключа. Высокоомность резистора обуславливает незначительные потери мощности в нем.. Назначение резистора 11 - предотвращение разр да конденсатора токами утечки. ..

После запирани  силового транзистора 1 в трансформаторе 4 происходит процесс восстановлени  исходного состо ни  сердечника. Во врем  этого процесса на обмотках трансформатора

4измен етс  пол рность напр жений. Диод 9 блокирует обратное н апр жение н& обмотке 8 и предотвращает разр д конденсатора 10. Цепи восстановлени  трансформатора (на чертеже не показаны ) могут быть выполнены любым из извейтньЬс . способов, например, в виде дополнительных обмотки и диода, включенных последовательно друг с другом между шинами питани .

Claims (2)

1.Айторскоё свидетельство СССР 1 410370, кл. G05 F 1/56, 3.12.71

2.Авторское свидетельство СССР

0

№ 318161, кл. Н 03 К 17/60, 19.5.69..

I

I

:«

0