SU843234A1

SU843234A1 - Magneto-transistorized switch

Info

Publication number: SU843234A1
Application number: SU792758093A
Authority: SU
Inventors: Борис Александрович Глебов; Николай Борисович Рожнин
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетическийинститут
Priority date: 1979-04-26
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1981-06-30

Description

(54) МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ(54) MAGNETIC TRANSISTOR KEY

Устройство содержит шину 1 отрицательного питани , шину 2,, объедин юшую базы силовых транзисторов, шину 3, объедин юшую выходы чеек, шину 4 положительного питани , нагрузку 5, силовые транзисторы 6 и 7 первой и последней чеек, коммутируюшие диоды 8 и 9 первой и последней чеек, первичные обмотки 10 и 11 трансформаторов первой и последней чеек, первый ключ 12 с вентильной проводимостью, первые вторичные обмотки 13 и 14 трансформаторов пер- . вой и последней чеек, шунтируюший транзистор 15, резистор 16, инвертор 17, резисторы 18 и 19, второй ключ 20 с вентильной проводимостью, вторые вторичные обмотки трансформаторов 21 и 22 первой и последней чеек, резистор 23, входной инвертор 24 -и резистор 25.The device contains a bus 1 negative power, bus 2, combining the base of power transistors, bus 3, combining the outputs of the cells, bus 4 positive power, load 5, power transistors 6 and 7 of the first and last cells, switching diodes 8 and 9 of the first and the last cells, the primary windings 10 and 11 of the transformers of the first and last cells, the first switch 12 with valve conductivity, the first secondary windings 13 and 14 of the transformers howling and last cells, shunt transistor 15, resistor 16, inverter 17, resistors 18 and 19, second switch 20 with gate conductivity, second secondary windings of transformers 21 and 22 of the first and last cells, resistor 23, input inverter 24, and resistor 25.

Ключевое устройство образовано несколькими чейками, из которых показаны перва и последн . Выходна цепь ключевого устройства заключена между общей шиной 1 и шиной 3. В указанных чейках эмиттеры силовых транзисторов 6 и 7 непосредственно соединены с шиной 1, базы непосредственно соединены с шиной 2, а коллекторы через первичные обмотки 10 и 11 трансформаторов соединены с шиной 3, и через коммутирующие диоды 8 и 9 с шиной 4. Первые вторичные обмотки 13 и 14 трансформаторов соединены последовательно друг с другом и с первым ключом 12, выполненным в виде последовательно соединенных диода и выходной цепи транзистора. Эта последовательна цепь подключена одним выводом к шине 2, объедин ющей базы силовых транзисторов 6 и 7, а вторым выводом к шине 1. Вторые вторичные обмотки 21 и 22 соединены последовательно друг с другом и со вторым ключом 20 с вентильной проводимостью, также выполненным в виде последовательно соединенных диода и выходной цепи транзистора . Один вывод этой последовательной цепи подключен .к тине 2, а другой вы-вод к тине 1.The key device consists of several cells, of which the first and last are shown. The output circuit of the key device is enclosed between the common bus 1 and bus 3. In these cells, the emitters of power transistors 6 and 7 are directly connected to bus 1, the bases are directly connected to bus 2, and the collectors are connected to bus 3 through primary windings 10 and 11, and through commutating diodes 8 and 9 with a busbar 4. The first secondary windings 13 and 14 of transformers are connected in series with each other and with the first key 12, made in the form of a series-connected diode and an output circuit of the transistor. This series circuit is connected by one output to bus 2, connecting the base of power transistors 6 and 7, and the second output to bus 1. The second secondary windings 21 and 22 are connected in series with each other and with the second switch 20 with valve conductivity, also made series-connected diode and the output circuit of the transistor. One pin of this series circuit is connected to pin 2, and the other pin to pin 1.

Кроме того шина 2, объедин юша базы силовых транзисторов, соединена с шиной 1 через выходную цепь шунтирующего транзистора 15. Необходимые коммутации в схеме осуществл ютс при помощи инверторов 24 и 17 и токоограничивающих резисторов 16, 18, 19, 23 и 25.In addition, bus 2, the common base of the power transistors, is connected to bus 1 via the output circuit of the shunt transistor 15. The necessary commutation in the circuit is carried out using inverters 24 and 17 and current-limiting resistors 16, 18, 19, 23 and 25.

При поступлении сигнала положительной пол рности, на базу инвертора 24, последний отпираетс , перевод второй ключ 20, шyнtиpyющий транзистор 15 и инвертор 17, в запертое состо ние. При этом ток через токоограничивающий резистор 18 поступает в базу транзистора первого ключа с вентильной проводимостью и переводит его в открытое состо ние. Кроме того, этот ток поступает по шине 2 в базы силовых транзисторовWhen a positive-polarity signal arrives at the base of the inverter 24, the latter is unlocked, transferring the second switch 20, connecting the transistor 15 and inverter 17 to the locked state. In this case, the current through the current-limiting resistor 18 enters the base of the transistor of the first key with the valve conductivity and puts it into the open state. In addition, this current enters the bus 2 in the base of power transistors

6 и 7 и за счет положительной обратной св зи, осушествл емой первыми вторичными обмотками 13 и 14 трансформаторов, силовые транзисторы 6 и 7 лавинообразно перевод тс в режим насыщени .6 and 7 and due to the positive feedback provided by the first secondary windings 13 and 14 of the transformers, the power transistors 6 and 7 are avalanched to saturation mode.

В режиме насыщени между общим током обмоток 13 и 14, поступающим в базы транзисторов, и коллекторным током каждого силового транзистора, вл ющимс также током первичных обмоток 10 и И, существует пропорциональна св зь, а коэффициентом пропорциональности служит отношение числа витков обмоток 10 и 13, 11 и 14. При идентичности трансформаторов In the saturation mode, the total current of the windings 13 and 14 entering the bases of the transistors and the collector current of each power transistor, which is also the current of the primary windings 10 and I, is proportional to the relationship, and the proportionality factor is the ratio of the number of turns of the windings 10 and 13, 11 and 14. With transformer identity

0 чеек колле,ктОрные токи силовых транзисторов принудительно устанавливаютс одинаковыми .The 0 cells are collet, the power currents of the power transistors are forcibly set the same.

При исчезновении сигнала положительной пол рности на входе ключевого устройства инвертор 24 запираетс . Это приводит When the signal of positive polarity at the input of the key device disappears, the inverter 24 is locked. This leads

5 к тому, что запираетс первый ключ и отпираетс шунтирующий транзистор и второй ключ. При этом ток, протекающий по последовательной цепи, состо щей из обмоток 13 и 14 и первого ключа, прекращаетс , 5 to that the first key is locked and the shunt transistor and the second key are unlocked. Here, the current flowing through the series circuit consisting of the windings 13 and 14 and the first switch is stopped,

0 и начинает протекать ток по последовательной цепи, включающей обмотки 21 и 22 и второй ключ. Этот ток вл етс запирающим дл силовых транзисторов 6 и 7, поэтому после рассасывани избыточных зар дов, силовые транзисторы запираютс . На этапе 0 and a current begins to flow through a series circuit comprising windings 21 and 22 and a second switch. This current is blocking for the power transistors 6 and 7; therefore, after the dissipation of excess charges, the power transistors are locked. At the stage

5 рассасывани коллекторные токи силовых транзисторов остаютс пропорциональными общему току обмоток 21 и 22, а коэффициентом пропорциональности служит отношение числа витков обмоток 10 и 21, 11 и 22. 5, the collector currents of the power transistors remain proportional to the total current of the windings 21 and 22, and the proportionality factor is the ratio of the number of turns of the windings 10 and 21, 11 and 22.

0 При идентичности трансформаторов чеек коллекторные токи транзисторов принудительно выравниваютс .0 When the cell transformers are identical, the collector currents of the transistors are forcibly aligned.

Из-за технологического разброса параметров длительность этапа рассасывани дл силовых транзисторов различных чеек Due to the technological variation of parameters, the duration of the resorption stage for power transistors of different cells

5 неодинакова. Поэтому какие-то из силовых транзисторов выключаютс раньше, а какието позже. Предположим, что первым запираетс транзистор 7 последней чейки, однако из-за того, что ток по вторичной обмотке 22 продолжает протекать, ток через обмотку 5 is not the same. Therefore, some of the power transistors are turned off earlier, and some later. Suppose that the transistor 7 of the last cell is locked first, but because the current in the secondary winding 22 continues to flow, the current through the winding

0 11 также не может прекратитьс . Поэтому возникаюша на обмотке 11 ЭДС отпирает коммутирующий диод 9, и ток замыкаетс через диод 9 и нагрузку 5. При этом общий ток нагрузки несколько уменьшаетс . Проис5 ходит это по следующим причинам. Как уже отмечалось, на обмотке 11 по вл етс ЭДС, противоположна по знаку напр жению, существовавшему на этой обмотке до запирани транзистора 7, а по величине равна примерно напр жению питани Е,. Это нап0 р жение трансформируетс в обмотку 22. Однако общее падение напр жени на последовательно соединенных обмотках 21- и 22 остаетс неизменным. Поэтому возрастает напр жение на обмотках 21 и аналогич5 ных обмотках других чеек, а это возросшее напр жение, в свою очередь, трансформируетс в обмотки 10 с той же пол рностью, котора существовала на этих обмотках до0 11 also can not stop. Therefore, on the winding 11, an electromotive force (EMF) opens the switching diode 9, and the current is closed through the diode 9 and the load 5. In this case, the total load current decreases slightly. This happens for the following reasons. As already noted, on the winding 11 an EMF appears, opposite in sign to the voltage that existed on this winding prior to latching the transistor 7, and is approximately equal in magnitude to the supply voltage E ,. This voltage is transformed into a winding 22. However, the total voltage drop across the series-connected windings 21 and 22 remains unchanged. Therefore, the voltage on the windings 21 and similar windings of other cells increases, and this increased voltage, in turn, transforms into windings 10 with the same polarity that existed on these windings to

выключени транзистора 7, при этом потенциал шины 3 возрастает, т.е. уменьшаетс ток нагрузки.turning off the transistor 7, while the potential of the bus 3 increases, i.e. load current is reduced.

Таким же образом устройство функционирует и при выключении остальных силовых транзисторов. При выключении отдельных транзисторов отсутствуют перегрузки по току транзисторов остающихс включенными так как, во-первых, ток выключившегос транзистора берет на себ коммутирующий диод, и, во-вторых, общий ток нагрузки уменьшаетс .In the same way, the device functions when the other power transistors are turned off. When the individual transistors are turned off, there is no overcurrent of the transistors remaining on, since, firstly, the current of the switching off transistor takes over the switching diode, and, secondly, the total load current decreases.

После выключени всех силовых транзисторов энерги , накопленна в трансформаторах чеек, выводитс через коммутирующие диоды и нагрузку 5.After turning off all power transistors, the energy stored in the cell transformers is output through the switching diodes and the load 5.

Шунтирующий транзистор 15 предназначен дл создани пути тепловому току транзисторов во врем их запертого состо ни .The shunt transistor 15 is designed to create a path for the thermal current of the transistors during their locked state.

Принцип действи устройства не измен етс , если второй вывод последовательной цепи, состо гЦей из первых вторичных обмоток 13 и 14 и первогр ключа с вентильной проводимостью подключить к шине 3. При этом второй ключ с вентильной проводимостью может быть выполнен в виде цепочки последовательно включенных диодов , второй вывод которой может быть соединен как с шиной 1, так и с шиной 3. Такие варианты схемы позвол ют поддерживать силовые транзисторы в режиме насыщени током, вл ющимс частью тока нагрузки , и поэтому вл ютс наиболее выгодт ными энергетически.The principle of operation of the device does not change if the second output of the series circuit, consisting of the first secondary windings 13 and 14 and the primary key with valve conductivity, is connected to the bus 3. In this case, the second key with valve conductivity can be made in the form of a series of diodes in series, The second output of which can be connected to both bus 1 and bus 3. Such circuit variants allow the power transistors to be maintained in a current saturation mode, which is part of the load current, and therefore are the most beneficial energetic ones.

Первый ключ с вентильной проводимостью может быть также выполнен в виде цепочки последовательно включенных диодов , при этом принцип действи устройства не измен етс .The first key with valve conductivity can also be made in the form of a chain of series-connected diodes, while the principle of the device does not change.

Таким образом, в сравнении с известным предложенное устройство проще, так как в каждой чейке содержит только один транзистор - силовой и вл етс более надежным , так как при одновременной рабо.те чеек обеспечиваетс принудительное выравнивание токов силовых транзисторов, а при выключении исключаютс токовые пере , грузки отдельных силовых транзисторов.Thus, in comparison with the known, the proposed device is simpler, since each cell contains only one transistor — a power one — and is more reliable, since, at the same time, the cells provide a forced leveling of the currents of the power transistors, and when turned off, load of individual power transistors.

Claims

Invention Formula

A magnetically-transistor switch containing power transistors, diodes, transformers with secondary windings of positive and negative feedback and two keys with gate conduction, emitters of power transistors are connected to the first power supply terminal, collectors through

primary windings of transformers are connected to a common load, the secondary windings of positive feedback of transformers are connected in series with the first key with gate conduction and form the first circuit, characterized in that, to simplify and increase reliability, the power transistor bases are connected first circuit in series with the base-emitter junctions of the power transistors, the secondary windings of the negative feedback and the second key with the gate conduction are connected according to Consequently, the second circuit and its terminals are connected to the base-emitter junctions of the power transistors, and each diode is connected oppositely between the collector of the power transistor and the second power supply bus.

Sources of information taken into account during the examination 5 1. Devices of secondary power supplies REA, MDNTP, 1976, p. 142, fig. 2

2. USSR author's certificate in application number 2681135 / 18-21, cl. H 03 K 17/60.