SU762185A1 - Электронный 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к магнитно-транспортным ключевым устройствам, и может быть использовано в системах.· у правления и регулирования.

Известен электронный коммутатор, содержащий силовой транзистор и трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь нагрузки, а вторичная - в базовую день транзистора £ΐ].

Недостатком известного устройства является относительно невысокий КПД.

Известен электронный коммутатор, содержащий η параллельно соединенных магнитно-транзисторных ключей, первичные обмотки трансформаторов которых включены последовательно с выходной цепью силовых транзисторов и общей нагрузкой, каждая первая вторичная обмотка одним выводом через обратно включенный диод подсоединена к эмиттеру силового транзистора, а другим выводом - к базе, которая соединена с эмиттером через параллельно включенные ре-.

КОММУТАТОР

ί < ^! - ί

, ... .......·

; ν-ЧА*·.'

•у.’ '''* ·^Λ*<·;.· •'/У'Ч·'

2

зистор и диод, первый вывод второй вторичной обмотки первого магнитно-сран- ₍ зисторного ключа соединен через -управляемый ключ с шиной источника напряжения, [/ί].

Однако известное устройство не отличается высоким КПД, содержит несколько управляемых ключей, а распределение на грузки. между силовыми транзисторами не одинаково, что сказывается на надежности устройства.

Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и КПД.

Цель достигается тем, что в электронном коммутаторе, содержащем п параллельно соединенных магнитно-транзисторных ключей, первичные обмотки трансформаторов которых включены последовательно с выходной цепью силовых транзисторов и общей нагрузкой, каждая первая вторичная обмотка одним выводом через обратно включенный диод подсоединена к эмиттёру силового транзисто— ΐ ра, а другим выводом - к базе, кото762185

рая соединена с .эмиттером через параллельно включенные резистор и диод, пер^ вый вывод второй вторичной обмотки первого магнитно-транзисторного ключа "соединён через управляемый ключ с шиной источника напряжения, вторые вторичные обмотки трансформаторов магнитно-транзисторных ключей соединены согласно последовательно, причем второй вывод второй вторичной обмотки трансформатора П -го магнитно- транзисторного ключа соединен с базами силовых транзисторов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства с управляемым ключом в виде транзистора, имеющего тип проводимости, обратный типу проводимости силовых (устройство образовано несколькими ячейками, из которых показаны первая и последняя).

Выходная цепь, ключевого устройства заключена между общей шиной 1 и шиной 2. Шина 1 является первой шиной питания. Шина 2 через нагрузку 3 подключена ..о второй шине 4 питания.

Эмиттер каждого силового транзистора 5 и 6 непосредственно соединен с первой шиной 1. Коллекторы силовых транзисторов 5 и 6 через соответствую. щие первичные обмотки 7 и 8 трансформаторов 9 и 10 соединены с шиной 2.

' Бёзэмиттерные переходы силовых транзисторов шунтированы токопроводящими цепями 11 и 12, выполненными в виде параллельно соединенных диода и резистора. .

К базам силовых транзисторов 5 и 6 подключен первый вывод первой соогветствующей вторичной обмотки 13 и

14. трансформаторов 9 и 10. Второй вывод этих обмоток подключен к общей шине 1 через диодные цепи 15 и 16.

Вторые вторичные обмотки 17 и 18 соединены последовательно друг с другом и выходной цекью управляемого ключа 19 и образуют последовательную цепь. Управляемый ключ выполнен в виде транзистора, у которого тип проводимости противоположен типу проводимости силовых транзисторов 5 и 6. Эмиттер транзистора ключа 19 образует один вывод последовательной цепи и соединен с источником 20 энергии тока отпирания силовых транзисторов выполненного в виде формирователя импульсов, а база через резисторы 21 и 22 подключена к точкам соединения выводов первых вто'ричных обмоток 13 и 14 и диодных цепей 15 и 16. Другой вывод последовательной цепи, образованной обмотками 17 и 18 и ключем 19, через резисторы

23 и 24 соединен с базами силовых транзисторов 5 и 6.

В принципе, управляемый ключ 19 может быть выполнен по разному, например на тиристоре или транзисторе

Ю одного типа проводимости с силовыми. Источник 20 может быть также различным.

При возникновении импульса напряжения на выходе источника 20 этот импульс

. .через ключ 19 прикладывается к цепи из соединенных последовательно обмоток

17 и 18. Транзистор ключа 19 работает в режиме насыщения, а необходимые для

₂θ этого токи базы транзистора замыкаются через резисторы 21 и 22 и поступают в базовые цепи силовых транзисторов 5 и 6.

Фазировка обмоток трансформаторов

₂₅ 9 и 10 (начала обмоток помечены точками на чертеже) выбрана так, что приложение напряжения к обмоткам 17 и

18 вызывает появление на вторичных обмотках 13 и 14 напряжения, которыми диодные цепи 15 и 16 переводятся в состояние отсечки.

Через обмотки 17 и 18 в базовые цепи силовых транзисторов 5 и 6 посту• пает отпирающий ток, переводящий сило₃₅ вые транзисторы в режим насыщения.

В режиме насыщения между общим током обмоток 17 и 18 и коллекторным током каждого силового транзистора существует пропорциональная связь, а коэф₄₀ фициентом пропорциональности служит отношение числом витков обмоток 7, _17,

8 и 18. При идентичности трансформаторов ячеек коллекторные токи силовых транзисторов принудительно устанавли₄₅ ваются одинаковыми. Резисторы 23 и

24 являются дополнительными элементами, компенсирующими индивидуальный разброс· в падениях напряжения базаэмиттер силовых транзисторах. Посколь₅₀ ку этот разброс в реальных условиях не превышает 0,2-0,4 В, то такое падение напряжения на резисторах 23 й“ 24 оказывается достаточным для компенсации.

В принципе резисторы 23 и 24 могут от₅₅ сутсгвовать.

Во время открытого состояния силовых транзисторов ток по обмоткам 17

и 18 возрастает из-оа процесса намагничивания трансформаторов 9 и 10, и

762185

это означает увеличение во времени базовых токов силовых транзисторов 5 и 6

При исчезновении импульса с выхода источника 20 изменяется полярность напряжения на обмотках 13 и 14, и ток этих обмоток, пропорциональный току коллектора каждого из силовых транзисторов, является запирающим для них и осуществляет форсированный процесс запирания. 10

После запирания через обмотки 13 и 14 протекает ток, обусловленный отдачей энергии, накопленной в трансформаторах 9 и 10, и токи обмоток 13 и 14 способствуют возникновению запирающе- 45 го смещения на базе силовых транзисторов непосредственно после момента их запирания. Затем запертое состояние силовых транзисторов поддерживается за счет проводимости цепей 11 и 12. ₂0

Через резисторы 21 и 22 осуществляется "начальное"' отпирание силовых транзисторов, обуславливающее нарастание тока по обмоткам 7 и 8 и связанным с этим нарастание тока в последовательной . 25 цепи обмцгок 17 и 18.

Устройство может быть выполнено в виде единственной ячейки (первой).

В сравнении с известным предложенное устройство проще, так как в каждой 30 ячейке содержится только один управляющий ключ, обладает меньшими потерями мощности, так как при одновременной работе ячеек обеспечивается принудительное выравнивание токов по силовым тран- ₃₅ зисторам, а их базовый ток с течением времени не уменьшается из-за процесса намагничивания трансформатора, а наоборот возрастает, что обуславливает уменьшение потерь в выходной цепи силовых 40 транзисторов.

Во время процесса запирания ток цепи форсированного запирания не снижается до нуля во времени процесса запирания, как в известном, а продолжает про— 45

текать и после снижения ао нуля тока коллектора, чем обусловлены меньше по—, »тери при запирании.

Повышение надежности обусловлено повышением, а не уменьшением, степени насыщения силового транзистора с течением времени и более благоприятными условиями запирания.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Электронный коммутатор, содержащий П -параллельно соединенных магнитнотранзисторных ключей, первичные обмотки трансформаторов которых включены последовательно с выходной цепью сило- . вых транзисторов и общей нагрузкой, каждая первая вторичная обмотка одним выводом через обратно включенный диод подсоединена к эмиттеру силового транзистора, а другим выводом - к базе, которая соединена с эмиттером через параллельно включенные резистор и диод, первый вывод второй вторичной обмотки первого магнитно-транзисторного ключа соединен через управляемый ключ с шиной источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и КПД, вторые вторичные обмотки трансформаторов магнигно-транзисторых ключей соединены согласно последовательно, причем второй вывод второй вторичной обмотки трансформатора п -го магнитно-транзисторного ключа соединен с базами силовых транзисторов.