SU970694A1 - Ключ посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике, а именно к переключател м электрической энергии в цеп х посто нного тока, и. может быть использовано дл  ко.Фгутации активных, активно-индуктивных и емкостных нагрузок в устройствах автоматики и вычислительной техники. Известен ключ посто нного тока, содерх ащий силовой и управл ющий транзистор и трансформатор тока, при чем силова  обмотка последнего последовательно с коллектор-эмиттерным переходом силового транзистора подключена к выходным клеммам, базова  обмотка через резистор подсоединена к управл ющеглу переходу сило вого транзистора, а обмотка управле ни  последовательно с коллектор-эмИ терным переходом управл ющего транз тора и параллельно включенными рези тором и конденсатором подключена к кле№лам источника вспомогательного напр жени , управл ющий переход тра зистора управлени  подключен к вход ным клем14ам управлени  11. Недостатком известного устройств  вл етс -его сложность, обусловленча  работой токового трансформатора 1 однотактном режиме. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  ключ посто нного тока, содержащий силовой и два управл ющих транзистора , трансформатор тока, четыре диода, токоограничивгиощий двухполюсник и конденсатор, причем коллекторэмиттерный переход силового транзистора последовательно с первой обмоткой токового трансформатора подключен к выходным клеммам, последовательно включенные втора  обмотка токового трансформатора и параллельно соединенные первый диод и конденсатор подсоединены к управл ющему переходу силового транзистора, эмиттеры управл ющих транзисторов соединены , между собой и подключены к первой клемме источника управлени , средней клемме источника вспомогательного бипол рного напр жени  и первому выводу второго диода, базы управл ющих транзисторов соединены со второй клемглой источника управлени , коллектор первого управл ющего транзистора через третий диод и третью .обмотку токового трансформатора подсоединен к первой клемме дл  подключени  вспомогательного бипол рного напр жени , коллектор второго управл н цего транзистора через последовательно включённые четвертую обмотку токового трансформатора, четвертый диод и токоограничительный двухполюсник подключены ко второй клемме источника вспомогательного бипол рного напр жени  f2 . Недостатком такого устройства  вл етс  ограниченный диапазон изменени  относительной длительности еговыходных импульсов. Ограничени  на изменение относительной длительности выходных импульсов, с одной стороны, накладываютс  конечным вре менем рассасывани  носителей силово го транзистора (и дл  уменьшени  по следнего необходимо увеличивать чис ло витков четвертой обмотки токового трансформатора), а с другой стороны - временем обратного перемагничивани  сердечника токового трансформатора , дл  уменьшени  которого количество витков четвертой обмотки ток вого трансформатора необходимо уменьшить. Противоречивость этих требований и приводит к ограничению диапазона изменени  относительной длительности выходных импульсов ключа , что сужает его функциональные возможности. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем увеличени  диапазона изменени  отно сительной длительности выходных импульсов ключа посто нного тока. Поставленна  цель достигаетс  тем что в ключе.посто нного тока, содержащем силовой и два управл ющих транзистора, трансформатор тока, четыре диода, токоограничивающий двухполюсник и конденсатор, причем коллектор-эмиттерный переход силового транзистора последоватб льно с первой обмоткой токового трансформатора Подключен к выходным клеммам последовательно включенные; втора  обмотка токового трансформатора и параллельно соединенные первый диод и конденсатор подсоединены к управл ющему переходу силового транзистора , эмиттеры управл ющих транзисторов св заны между собой и подключены к первой клемме источника управлени  средней клемме источника вспомогател ного бипол рного напр жени  и первому выводу второго диода, базы управл ющих транзисторов соединены со вто рой клеммой источника управлени , коллектор первого управл ющего транзистора через третий диод и третью обмотку токового трансформатора подсоединен к первой клемме источника вспомогательного бипол рного напр жени , коллектор второго управл ющего транзистора через последовательно включенные четвертую обмотку токового трансформатора, четвертый диод и токоограничивающий двухполюсник подключен ко второй клемме источника вспомогательного бипол рного напр )хени , токовый трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, первый вывод которой подключен к точке соединени  четвертой обмотки токового трансформатора с последовательно включенными четвертым диодом и токоограничительным двухполюсником , а второй вывод подсоединен к второму выводу второго диода. На чертеже показана принципиальна  электрическа  схема предлагаемого ключа посто нного тока. Устройство содержит силовой 1 и два управл ющих 2 и 3 транзистора, трансформатор 4 тока, диоды 5-8, конденсатор 9 и токоограничивающий двухполюсник 10.Коллектор-эмиттерный переход силового транзистора 1 последовательно с обмоткой 11 токового трансформатора 4 подключен к выходным клеммам. Последовательно включенные обмотка 12 токового трансформатора 4 и параллельно соединенные диод 5 и конденсатор 9 подсоединены к управл ющему переходу силового транзистора 1. Эмиттеры управл ющих транзисторов 2 и 3 соединены между собой и подключены к первой клемме 13 входа управлени , средней клемме 14 дл  подключени  вспомога- тельного бипол рного напр жени  и первому выводу диода б. Базы управл ющих транзисторов 2 и 3 св заны со второй клеммой 15 входа управлени . Коллектор управл ющего транзистора 2 через диод 7 и обмотку 16 токового трансформатора 4 подсоединен к первой клемме 17 дл  подключени  вспомогательного бипол рного напр жени . Коллектор управл ющего транзистора 3 через последовательно включенные обмотку 18 токового трансформатора 4,диод в и токоограничива ющий двухполюсник 10 подсоединены ко второй клемме 19 дл  подключени  вспомогательного бипол рного напр жени . Один вывод обмотки 20 токового трансформатора 4 подключен к точке соединени  обмотки 18 этого же трансформатора с последовательно включенными диодом 8 и токоограничивающим двухполюсником 10, а другой - к второму выводу диода 6. Кпюч посто нного напр жени  работает следующим образом. В некоторый момент времени на управл ющий вход ключа подан сигнал, насыщающий управл ющий транзистор 2. При этом к обмотке 16 токового трансформатора 4 будет приложено напр жение , которое приоткрывает силовой транзистор 1. В коллекторной цепи последнего начинает протекать ток, что из-за наличи  цепи положительной обратной св зи через обмотки 11

и 12 токового трансформатора 4 вызывает его лавинообразное насыщение. Далее силовой транзистор 1 будет насыщен вне зависимости от присутстви  насыщающего управл ющий транзистор 2 входного сигнала. При этом обмотка 16 токового трансформатора 4 может быть рассчитана таким образом, что ее напр жение будет больше напр жени , приложенного к клемме 17, и диод 16 будет заперт, что позвол ет уменьошть мощность управлени  ключом .

После смены пол рности входного сигнала на клемг-iax 13 и 15 управл ющий транзистор 3 насыщаетс , а транзистор 2 запираетс . Это приводит к тому, что последовательно включенные обмотки 18 и 20 токового трансформатора 4 оказываютс  закороченными через его коллектор-эмиттерный переход и диод 6. Напр жение на обмотке 12 при этом скачкообразно уменьшаетс , и под действием разности напр жени  конденсатора 9 и остаточного напр х(ени  обмотки 12 начинаетс  процесс форсированного рассасывани  силового транзистора 1. При этом, чем больше суммарное количество витков обмоток 18 и 20 токового трансформатора 4, тем меньше времени рассасывани  силового транзистора 1.

После выключени  силового тран зистора 1 к обмотке 18 через диод 8 и токоограничивающий двухполюсник 10 прикладываетс  напр х ение клеммы 19. Величина этого напр жени - и число витков обмотки 18 выбираютс  из услови  обеспечени  требуемого минимал ного времени обратного перемагничивани  сердечника токового трансформатора 4. Токоограничивающий двухполюсник 10 обеспечивает минимизацию потерь на управление в схеме ключа после окончани  обратного перемагничивани  сердечника токового трансформатора 4.

После смены пол рности входного сигнала на клеммах 13 и 15 процессы в ключе посто нного тока повтор ютс 

Использование предлагаемого ключа посто нного тока позвол ет расширить диапазон изменени  относительной длительности его выходных и myльcoв при сохранении высокой энергетической эффективности и нгщежности работы , что расшир ет возможности его п1 актическЬго применени  в различных устройствах автоматики и вычислительной техники.

Claims (2)

1. Патент ФРГ № 2014217, кл. Н 03 К 17/60, опублик. 1976.

2. Электронна  техника в автоматике , вып. 11. М., Советское радио , 1980, с. 36 (прототип). тт- ul J 19 UdOffO f/ 17 о Jb7