Магнитно-транзисторный ключ постоянного тока

 

МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий трансформатор тока, первая первичная обмотка которого включена в первую последовательную цепь с коллекторноэмиттерным переходом первого силового транзистора, подключенную между входной и выходной шинами, к которым подключена вторая последовательная цепь из второй первичной обмотки и коллекторно-эмиттерного перехода второго силового транзистора, первая вторичная обмотка положительной обратной связи соединена с базо-эмиттерным переходом первого силового транзистора , вторая вторичная обмотка положительной обратно связи - с базо-эмиттерным переходом второго силового транзистора, две управляющие обмотки , первая из которых первым выводом подключена к первой фазе управляющего напряжения, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД, дополнительно введен силовой транзистор , а трансформатор тока выполнен трехфазным с дополнительными обмотками управления, первичной и вторичной , положительной обратной связи, причем дополнительная первичная обмотка соединена в третью последовательную цепь с коллекторно-эмиттерным i переходом дополнительного силового транзистора, подключенную между вход (Я ной и выходной шинами, дополнительная вторичная обмотка положительной обратС ной связи соединена с базо-эмиттерным переходом дополнительного силового транзистора, вторые выводы управляющих обмоток соединены с пгиной нуля, а первые выводы второй и дополнительо о: ной обмоток управления подключены соответственно ко второй и третьей фазам управляющего напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬИБФФ» (ЬЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3590847/18-21 (22) 13.05.83 (46) 30.07.84. Бюл.928 (72) В.П.Диденко и В.M,ÑåðãååB (53) 681.382(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР №746931, кл. Н 03 К 27/60 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9766000, кл. Н 03 К 7/08, 1978 (прототип) ° ° (54)(57) 11АГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ KJIIOM

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий трансформатор тока, первая первичная обмотка которого включена в первую последовательную цепь с коллекторноэмиттерным переходом первого силового транзистора, подключенную между входной и выходной шинами, к которым подключена вторая последовательная цепь из второй первичной обмотки и коллекторно-эмиттерного перехода второго силового транзистора, первая вторичная обмотка положительной обратной связи соединена с базо-эмиттерным переходом первого силового транзистора, вторая вторичная обмотка положи„„SU„„1106019 A тельной обратной связи — с базо-эмиттерным переходом второго силового транзистора, две управляющие обмотки, первая из которых первым выводом подключена к первой фазе управляющего напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, дополнительно введен силовой транзистор, а трансформатор тока выполнен трехфазным с дополнительными обмотками управления, первичной и вторичной, положительной обратной связи, причем дополнительная первичная обмотка соединена в третью последовательную цепь с коллекторно-эмиттерным переходом дополнительного силового транзистора, подключенную между входной и выходной шинами, дополнительная вторичная обмотка положительной обратной связи соединена с базо-эмиттерным переходом дополнительного силового транзистора, вторые выводы управляющих обмоток соединены с шиной "нуля", а первые выводы второй и дополнитель- ной обмоток управления подключены соответственно ко второй и третьей фазам управляющего напряжения.

25

1 11060

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам электронной коммутации, и может быть использовано в автоматике.

Известен магнитно-транзисторный

5 ключ постоянного тока, содержащий силовые транзисторы, токовый трансформатор с первичной и вторичной обмотками, причем первичная обмотка выпол иена с отводом от средней точки, подключенным к входной клемме ключа, а крайние выводы этой обмотки соединены с коллекторами силовых транзисторов, эмиттеры которых соединены между собой и подключены к выходной клемме ключа, вторичная обмотка выполнена с отводом от средней точки, ее крайние выводы подключены к базам силовых транзисторов (1 1.

Недостатком этого устройства является то, что ток базы силового транзистора протекает через вспомогательный транзистор, что вызывает выделение значительной энергии в нем и приводит к снижению КПД.

Наиболее близким к предлагаемому является магнитно-транзисторный ключ постоянного тока, содержащий трансформатор тока, первая первичная об30 мотка которого включена в первую последовательную цепь с коллекторноэмиттерным переходом первого сйлового транзистора, подключенную между входной и выходной шинами, к которым подключена вторая последовательная цепь из второй первичной обмотки и коллекторно-эмиттерного перехода второго силового транзистора, первая вторичная обмотка положительной обратной связи соединена с базо-эмиттер40

H IM переходом силового транзистора, вторая вторичная обмотка положительной обратной связи — с базо-эмиттерным переходом второго силового транзистора, две управляющие обмот- 45 ки, первая из которых первым выводом подключена к первой фазе управляющего напряжения (2 ).

Недостатком этого устройства является низкий КПД в режиме полного включения, так как каждый силовой транзистор работает всего полпериода, а также из-за коммутационных выбросов напряжения на открытом ключе.

Цель изобретения — повышение КПД, Поставленная цель достигается тем, что в магнитно-транзисторный

19 2 ключ постоянного тока, содержащий трансформатор тока, первая первичная обмотка которого включена в первую последовательную цепь с коллекторно-эмиттерным переходом первого силового транзистора, подключенную между входной и выходной шинами, к которым подключена вторая последовательная цепь из второй первичной обмотки и коллекторноэмиттерного перехода второго силового транзистора, первая вторичная обмотка положительной обратной связи соединена с базо-эмиттерным переходом первого силового транзистора, вторая вторичная обмотка положительной обратной связи — с базоэмиттерным переходом второго силового транзистора, две управляющие обмотки, первая из которых первым выводом подключена к первой фазе управляющего напряжения, дополнительно введен силовой транзистор, а трансформатор тока выполнен трехфазным с дополнительными обмотками управления, первичной и вторичной, положительной обратной связи, причем дополнительная первичная обмотка соединена в третью последовательную цепь с коллекторно-эмиттерным переходом дополнительного силового транзистора, подключенную между входной и выходной шинами, дополнительная вторичная обмотка положительной обратной связи соединена с базоэмиттерным переходом дополнительного силового транзистора, вторые выводы управляющих обмоток соединены с шиной "нуля", а первые выводы второй и дополнительной обмоток управления подключены соответственно ко второй и третьей фазам управляющего напряжения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема магнитно-транзисторного ключа постоянного тока.

Устройство содержит шины 1 трехфазного управления, силовые транзисторы 2-1, 2-2, 2-3, трехфазный токовый трансформатор 3 с первичными обмотками 4-1, 4-2, 4-3, вторичными обмотками 5-1, 5-2, 5-3. положительной обратной связи и управляющими обмотками 6-1, 6-2, 6-3. Первичные обмотки 4-1, 4-2, 4-3 включены последовательно с переходами коллекторэмиттер силовых транзисторов 2-1, 2-2, 2-3 соответственно между входной

1106019 ВНИИПИ Заказ 5614/45 Тираж 862 Подписное

Фнлиая HHG "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 и выходной шинами устройства, Вторичные обмотки 5-1, 5-2, 5-3 включены между змиттерами и базами силовых транзисторов 2-1, 2-2, 2-3 соответственно. Управляющие обмотки 6-1, 6-2, 6-3 соединены по схеме "звезда", выводы управляющих обмоток подключены к шинам 1 трехфазного управления.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении отпирающего сигнала (полярность сигналов показана на чертеже) с шин 1 трехфазного управления на управляющие обмотки 6-1, 6-2 на вторичных обмотках 5-1, 5-2 появляется напряжение, открывающее транзисторы 2-1, 2-2, которые в открытом состоянии поддерживаются сигналом положительной обратной связи по току, поступающим со вто ричных обмоток 5-1, 5-2, который создается за счет тока, протекающего по первичным обмоткам 4-1, 4-2 от входной шины ключа к выходной.

Во время второго такта управления рабета ключа аналогична, открыты транзисторы 2-1 и 2-3.

Во время третьего такта открыты транзисторы 2-2 и 2-3.

Для отключения магнитно-транзисторного ключа достаточно шины трехфазного управления зашунтировать на время рассасывания неосновных носителей в базах силовых транзисторов 2-1, 2-2, 2-3, В предлагаемом устройстве исклюБ чение коммутационных выбросов напряжения на полностью открытом ключе достигается тем, что во время отключения одного из транзисторов и включения другого третий транзистор находится во включенном состоянии и обеспечивает непрерывное протекание тока через ключ, что ведет к снижению напряжения на открытом ключе, а следовательно, и к

15 повышению КПД.

Предлагаемый ключ позволяет обеспечить проводимость ключа во включенном состоянии, равную 2/3 суммарной проводимости транзисторов, 2О так как в любой момент времени от- . крыты два транзистора из трех, . в то время как в известном устройстве обеспечивается проводимость

I равная 1/2 суммарной проводимости транзисторов.

При равных затратах на силовые транзисторы предлагаемый ключ имеет меньшее падение напряжения в открыЗО том состоянии, соответственно уменьшаются потери энергии в силовых транзисторах, что в свою очередь также приводит к увеличению КПД.