Способ управления переключающим транзистором

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИМ ТРАНЗИСТОРОМ по авт. св. № 955414, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности при включении транзистора, формируют второй Д9полнительньгй сигнал с полярностью, противоположной первому, и подают его на Переход база-коллектор в начале действия основного отпирающего сигнала, а снимают до момента появления первого дополнительного сигнала. (Л с -ss

СОЮЗ СОЭЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5l)4 Н 02 М 7 5 8 (б 1) 955414 (2 1) 372 1764/24-07 (22) 05.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. N - 35 (72) В.В.Ильин и Г.Я.Михальченко (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 9554 14, кл. Н 02 М 1/08, 1980.

„„SU„,1181100 (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЫОЩИМ ТРАНЗИСТОРОМ по авт. св.

Ф 955414, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности при включении транзистора, формируют второч дополнительный сигнал с полярностью, противоположной первому, и подают его на переход база †коллект в начале действия основного отпирающего сигнала, а снимают до момента появления первого дополнительного сигнала.

»8»00

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике регулирования и стабилизации переменных и постоянных напряжений, и может быть использовано в ключевых преобразователях для управления транзисторами, особенно в тех случаях, где важны минимальные потери мощ— ности, требуется повышенное быстродействие, Цель изобретения — уменьшение потерь мощности при включении транзистора.

FIa фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на Лиг. 2 — один из вариантов схемной реализации способа управления переключающим транзистором; на фиг. 3 — временные диаграммы токов и напряжений.

Устройство содержит переключающий транзистор 1, источник 2 основного сигнала, источник 3 первого и второго дополнительных сигналов, подключенный к база-коллекторному переходу транзистора I нагрузку 4.

Источники 2 и 3 содержат соответственно основной 5 и дополнительный 6 генераторы импульсов. Основной сигнал от обмотки 7 трансформа- 30 тора 8 через резистор 9 поступает на управляющий переход транзистора

1. Дополнительные сигналы снимаются с обмотки 10 трансформатора » и через диод 12 или вспомогательный транзистор 13 подаются на переход база-коллектор транзистора t. Обмотка 14 и резистор 15 образуют цепь управления транзистором 13.

Ча фиг. 3 обозначены основной от- 40 пирающий сигнал 16, первый 17 и второй 18 дополнйтельные сигналы, токи

19 и 20 базы и коллектора переключающего транзистора соответственно, напряжение 2 1 на эмиттер-коллектор- 45 ном переходе переключающего транзистора.

Способ управления переключающим транзистором реализуется следующим образом. 50

В момент времени t источником 2 формируется отпирающий сигнал 16 (i, на фиг. 1). Дпя уменьшения времени втягивания транзистора в насыщение источником 3 формируется вто- 55 рой дополнительный отпирающий сигнал

18 (i<, фиг. 1) отрицательной полярности, протекающий по база-коллекторному переходу включающегося транзис-! тора 1, который становится равным нулю в момент времени t после выхо2 да транзистора в режим глубокого насыщЕния.. Ток 19 базы (i, фиг. 1) транзистора 1 на это время увеличивается. Процесс включения форсируется за счет уменьшения тока коллектора на величину тока i, что иллюстрируется временными диаграммами 20 и 21 (пунктиром показаны ток нагрузки и падение напряжения на включающемся транзисторе 1 при отсутствии дополнительного сигнала 18).

Процесс выключения происходит следующим образом.

В момент t, предшествующий запиранию транзистора 1, сформированный источником 3 тока, первый дополнительный сигнал 17 положительной полярности (1, фиг ° 1) подается на переход коллектор-база транзистора 1 и выводит транзистор 1 из области насыщения. В момент времени

t источник 2 формирует запирающий сйгнал и подает его на переход база-эмиттер и транзистор 1 закрывается. Транзистор 1 в течение времени t, (t (t+ находится в области насвпцения, что обеспечивает малые потери мощности, рассеиваемые на транзисторе 1 в открытом состоянии.

Пример схемной реализации способа управления переключающим транзистором представлен на фиг. 2.

Функции основного и дополнительных сигналов выполняют генераторы 5 и 6 соответственно. Цепи протекания импульсов 17 и 18 тока в процессе включения и выключения образованы диодом 12 и транзистором 13, который включается в момент времени а выключается в момент времени t по сигналу 18 дополнительного генератора 6 за счет соответствующего включения обмотки 14 трансформатора

», а диод 12 включается в интервале времени Сз -t под действием сигнала 17 положительной полярности (, фиг. 1). Временные диаграммы работы такого устройства аналогичны приведенным на фиг. 3.

Временные сдвиги между отпирающим и запирающим сигналами тока и сигналами дополнительного источника тока (Тсд „1= tg t3 Тсдеиг г =t>-t1) 1181100

1О

Гу

Составитель А. Селезнев

Редактор А.Шишкина Техред И.Асталош

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5946/58 Тираж 645

RHHHDH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

3 выбираются в зависимости от инерционных свойств транзистора. Пви пред-. лагаемом способе управления отсутствует запаздывание импульса тока нагрузки относительно сигнала основного источника тока, т.е. повышается быстродействие и уменьшаются потери мощности, рассеиваемые на транзисторе, эа счет снижения падения напряжения на нем в режиме насыщения, что позволяет улучшить энергетические показатели переключателя.

Кроме того, изобретение позволяет уменьшить потери мощности в высоковольтном транзисторе, которые определяются согласно известному способу процессом втягивания в насыщение, начинающимся с 20-30 В, причем длительность этого процесса достигает 20 мкс, Это в свою очередь формирует благоприятную траекторию рабочей точки транзистора при включении, что подтверждается снижением температуры на корпусе ключа примерно на 207..