Транзисторный ключ переменного тока

 

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ЮШЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий два транзистора одинаковой проводимости, базовые и эмиттерные выводы которых образуют управляющие зажш«1, а коллекторные выводы этих транзисторов - зажимы першхенного тока ключа, о т л и ч аю ш и и с я-тем, что, с целью снижения потерь, базовый и змиттерный выводы одного из транзисторов соединены соответственно с эмиттерным и базовым выводами другого транзистора . 00 | СП ел Фие.1

СООЗ СОВЕТСНИХ

СО(фАЛИСТИЧЕСНИХ

РССПУ6ЛИН (19) (и) 1 и

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗ06РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ (21) 3495093/24-07 (22) .30. 09.82 (46) 23.03.84. Бюл. В ll (72) Б.Е. Пьяных, Э.М.Чехет, В.А. Лукьяненко, В.М.Михальский и B.Í.Ñîáîëåâ (71) Йнститут электродинамики

AH Украинской ССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро

Института электродинамики АН Украинской .ССР (53) 621 314.2(088.8} (56) 1 ° Карташов Р.П., Кулиш А.K., Чехет Э.М. Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией. Киев, Техника, 1979, с.7477.

2. Лутидзе M.È. Основы теории электрических машин с унравляемва полупроводниковым коммутатором. М., Наука, 1969, с.17-36.

3. Авторское свидетельство СССР

В 955441, 1982 °

4. Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. M. Энергия, 1971, с. ° 161;

253-254.

5. Электронная техника в автома тике, вып.4, M. Советское радио, с ° 119.

6. Авторское свидетельство СССР

9 782085, кл. Н 02 М 5/27, 1980 °

1(5)) Н 02 М l/00;. Н 02 М 5/27 (54) (57). ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий два транзистора одинаковой проводимости, базовые и эмиттерные выводы которых образуют управляющие зажимы, а коллекторные выводы этих транзисторов — зажимы переменного тока ключа, о т л и ч аю шийся;.тем, что, с целью сниже» ния потерь, базовый и эмиттерный выводы одного из транзисторов соединены соответственно с эмиттерным", и базовым выводами другого транзистора.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении различного рода преобразователей, например

Рчпрямителей, инверторов, преобразователей частоты, регуляторов напря- жения и др.

Известны ключи переменного тока, используемые для различных устройств преобразовательной техникиC1)- Р43.

Недостатком ключей является нали81755 управляющие зажимы 7 и 8 ключа, Коллекторные выводы 9 и 10 транзисторов 1 и 2 образуют зажимы переменного тока 11 и 12 ключа. На фиг. 1 стрелкой 13 показано направление тока через ключ при положительном напряжении на зажиме 11 относительно зажима 12.

Работа ключа переменного тока заключается в следующем. чие силовых диодов в цепи неременного тока, предотвращающих попадание на транзисторы обратного напряжения.

Известны также ключи переменного тока, собранные на двух встречнопараллельно или встречно-последовательно соединенных транзистораз без

„ диодов Ь3.

Однако работа ключей возможна только при небольших значениях. переменных напряжений и токов, так как транзистор не выдерживает высокого обратного напряжения.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является схема ключа переменного тока в транзисторном преобразователе частоты, состоящая из встречно-последовательно соединенных транзисторов беэ диодов. Управляющими зажимами ключа являются базовые и эмиттерные выводы транзисторов, а зажимами переменного тока - их коллекторные выводы. В качестве диодов каждого иэ тран %сторов служит переход база коллектор другого транзистора (б3.

Недостатком известного ключа являются дополнительные потери, обусловленные протеканием силового тока через цепь управления. При этом повышается требуемая мощность цепи управления и появляется обратное влияние силовой цепи на цепи управления.

Целью изобретения является снижение потерь в ключе переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в ключе переменного тока, содердащем два транзистора одинаковой проводимости, джазовые и эмиттерные выводы которых образуют управляющие зажимы, а клллекторные выводы этих транзисторов — зажимы переменного тока ключа, базовый и эмиттерный выводы одного из транзисторов соединены соответственно с эмиттерными и базовыми выводами другого

"транзистора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема ключа переменного тока; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу ключа.

Принципиальная схема ключа переменного тока (фиг.1) включает два транзистбра 1 и 2 .одинаковой проводимости, например и-р-п базовые вЫводы 3 и 4 карго из которых соединены с эмиттврйыми выводами 5 и .б другого транзистора и образуют

Пусть на интервале tO-t к ключу приложено напряжение полюсом"на зажим 11 и минусом на зажим 12.

Для включения ключа в проводящее состояние на управляющий вывод 7 по1

15 дается плюс, а на управляющий,= вывод 8 — минус сигнала управле-ния. При этом к переходу база-эмиттер 3 и б транзистора 1 оказывается приложенным положительное напряжение, а к соответствующему переходу 4,и 5 транзистора 2 — отрицательное напряжение, т.е. транзистор 1 оказывается под положительным напряжением и отпирается, а транзистор 2 по переходу база-эмиттер 4 и 5 запирается. В этом случае ток 13 проходит о

r, цепи: плюс на выводе 11 — коллектор — эмиттер 9 и б транзистора

1 — база-коллектор 4 и 10 транзис30 тора 2 минус на выводе 12 т.е. переход база-коллектор 4 и 10 транзистора 2 работает при этом как диод. Пусть на интервале при прежней полярности приложейного к выводам 11 и 12 ключа напряжения на управляющих выводах 7 и 8 нулевой потенциал, т,е. напряжение между ними равно нулю. Тогда к переходу база-эмиттер 3 и б транзистора

1 приложено нулевое напряжение и

40 транзистор 1 заперт. Ток 13 не протекает. Аналогично интервалу в интервале t -t транзистор 1 вновь отпирается и вновь протекает положительный ток 13. На интервале

45 t > -14 вновь транзистор 1, а с,иим и ключ оказываются запертыми. В момент t полярность приложенного к зажимам 11 и 12 ключа напряжения меняется, т.е. плюс подается

50 на эаж 12. а минус — на заж

11. В интервале t<-t < на управляющих зажимах 7 и 8 нулевое напряжение, т.е. к переходу база-эмиттер

4,5 транзистора 2 приложено нулевое напряжение и транзистор 2 заперт, а с ним заперт и ключ. На интервале к управляющим зажимам ключа прикладывается сигнал плюсом на вывод 8 и минусом íà вЪ вод 7, т.е. к переходу база — эмиттер 4 и 5 транзистора 2 приложено отпирающее напряжение. При этом по переходу 3 и- б запирается транзистор 1.

В этом случае ток 13 протекает в обратном направлении по цепи:

g5 . плюс на зажим 12 — коллектор

1081755

Составитель Г.Мыцик !

Редактор Анд.Шандор Техред C.NHãóíîâà Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1562/50 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,:4 эмиттер 10 и 5 транзистора 2 — базаколлектор 3 и 9 транзистора 1, минус на зажиме 11, т.е. переход база-коллектор 3 и 9 транзистора 1 работает при этом как диод. На интервале - 7, при нулевом напряжении на управляющих зажимах 7 и 8 транзистор 2, а с ним и ключ оказываются запертыми. На интервале

8 аналогично t5-te, ключ открываеТся и т.д. 10

Таким образом, предлагаемая схема ключа переменного тока позволяет коммутировать ток обоих направлений изменением полярности управляющего сигнала. При использовании такого 15 ключа в схемах преобразовательных устройств изменение полярности управляющих импульсов производится по сигналам от датчиков тока или напряжения, включаемых в различных участках цепи в зависимости от типа и назначения преобразователя.

В таком ключе силовой ток не проходит по цепи управления транзисторами и дополнительные потери отсутствуют. Отсутствует также обратное влияние силовой цепи на цепь управления и снижается мощность управляющей цепи.

Наиболее близким по принципу работы ключом, который может быть взят в качестве базового объекта для расчета экономической эффективности, может служить ключ в преобразователе частоты, разработанном в

Институте электродинамики AH УССР для регулирования асинхронного электродвигателя препаративной ультрацентрифуги. При использовании предлагаемой схемы ключа получаем экономию силовых высоковольтных диодов в количестве 36 шт, на один преобразователь. При потребности в таких преобразователях в

2-3 тыс. штук в год, при стоимости одного диода 1-3 руб, общий экономический эффект составит около 100140 тыс.руб.