Устройство для управления силовым транзистором

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ, содержащее питающий и управляющий трансформаторы, средние вьтоды вторичных обмоток которых подключены соответственно к первой и второй выходным клеммам, первичные обмотки соединены с двумя . источниками прямоугольных напряжений,; сдвинутых по фазе -на регулируемый угол, две пары транзисторов, причем в каждой паре коллектор первого транзистора соединен с зммитером второго, а эммитер первого - с коллектором второго и второй выходной клеммой, базы каждой пары транзисторов через резисторы подключены к соответствующему крайнему выроду вторичной обмотки управляющего трансформатора, о т личающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены два дополнительных резистора и две обмотки положительной обратной связи управляюще о трансформатора, причем дополнительные резисторы подключены одними выводами к крайним выводам вторичных обмоток питающего трансфор- 5 матора, а другими выводами через соответствующие обмотки положительной обратной связи управляющего трансформатрра к объединенным коллектору 1 и эмиттеру соответствующей пары транз зисторов. о 00 о 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О 3 Ю

РЕСПУБЛИК (5!)4 Н 02 P 13/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНИЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3691066/24-21 (22) 13,01,84 (46) 23.11.85. Бюл.У 43 (71) Мурманское высшее инженерное морское училище им.Ленинского комсомола (72) Н.И. Бе эгачин (53) 621.382 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 574845, кл. Н 02 P 13/16, 1977

Авторское свидетельство СССР

М 725190, кл. Н 02 P 13/16, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

СИЛОВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ, содержащее питающий и управляющий трансформаторы, средние выводы вторичных обмоток . которых- подключены соответственно к первой и второй выходным клеммам, первичные обмотки соединены с двумя источниками прямоугольных напряжений,: сдвинутых по фазе .на регулируемый угол, две пары транзисторов, причем

„„SU„„1193762 A в каждой паре коллектор первого транзистора соединен с эммитером второго, а эммитер первого — с коллектором второго и второй выходной клеммой, базы каждой пары транзисторов через резисторы подключены к соответствующему крайнему вь воду вторичной обмотки управляющего трансформатора, о т— л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены два дополнительных резистора и две обмотки положительной обратной связи управляющего трансформатора, причем дополнительные резисторы подключены одними выводами к крайним выводам вторичных обмоток питаощего трансформатора, а другими выводами через соответствующие обмотки положительной обратной связи управляющего трансформатора к объединенным коллектору и эмиттеру соответствующей пары транзисторов °

1193762

30 изобретение относится к электротехнике н может быть использовано в импульсных стабилизаторах, широтноимпульсных преобразователях, инверторах, в качестве устройства для управления силовым транзисторным ключом

Целью изобретения является повышени КПД.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит питающий трансформатор 1, средний вывод вто.

15 ричной обмотки которого подключен к выходной клемме 2, управляющий трансформатор 3, средний вывод вторичной обмотки которой подключен к второй выходной клемме 4, две пары . транзисторов 5,6 и 7,8, причем эмит20 теры транзисторов 5 и 7 соединены

-с коллекторами транзисторов б и 8 соответственно, а коллекторы транзисторов 5 и 6 соединены с эмиттера25 ми транзисторов 6 и 8 и с второй выходной клеммой 4, четыре базовых резистора 9, соединяющие базы каждой пары транзисторов 5,6 и 7,8 с соответствующими крайними выводами вторичной обмотки управляющего трансформатора 3, два балластных резистора 10, включенные между крайними выводами вторичной обмотки питающего .трансформатора 1 и соответствующими точками соединения эмит- 35 теров транзисторов 5 и 7 с коллекторами транзисторов 6 и 8 через дополнительные обмотки 11 и 12 положительной обратной связи, расположенные на трансформаторе 3, 40

Устройство работает следующим образом, К первичным обмоткам питающего и управляющего трансформаторов 1 и 3 подводятся, прямоугольные напряжения, 45 сдвинутые по фазе на регулируемый угол. На выходных клеммах 4 и 2 устройства формируется двухполярное несимметричное напряжение, полярность которого в каждый момент 50 времени зависит от полярности напряжений, поступающих с вторичных обмоTOK l fI:IHO@OPMQTQPOB 1 H 3. IiPB положительной полярности напряжения, поступающего с вторичной обмотки трансформатора l на коллектор транзистора 6 и положительной полярности напряжения, поступающего на базу транзистора б с вторичной обмотки трансформатора 3, на выходной клемме 4 формируется напряжение положительной полярности. Транзистор 5 в это время работает в инверсном режиме и ток через него незначителен.

В это же время на коллектор транзистора 8 и эмиттер транзистора 7 поступает отрицательное напряжение от вторичной обмотки трансформатора 1. На эмиттер транзистора 8 и коллектор транзистора 7 подается положительное напряжение вторичной обмотки трансформатора 1 через открытый транзистор 6. Для того, чтобы транзисторы 7 и 8 находились в запертом состоянии, при отсутствии резисторов 10 необходимо, чтобы напряжение половины вторичной обмотки трансформатора 3 было не меньше, чем напряжение двух вторичных полуобмотрк трансформатора l. Наличие балластных резисторов 10 приводит к тому, что за счет падения напряже- . ния на резисторе 10 от тока, протекающего по открытому транзистору б . и нагрузке (по переходу эмиттер-база силового транзистора, подключенного к клеммам 2 и 4) напряжение на закрытых транзисторах 7 и 8 будет равно напряжению одной (в данном случае нижней) полуобмотки трансформатора 1 плюс напряжение насыщения эмиттербаза силового транзистора, подключенного к клеммам 2 и 4. Таким образом, за счет введения резисторов 10 можно снизить напряжение вторичных обмоток управляющего трансформатора

3, необходимое для создания режима запирания транзисторов 5-7, примерно в 1,5 раза. Там самым можно в такой же степени снизить мощность, потребляемую цепями управления транзисторами 5-7 от управляющего трансформатора 3, т.е. повысить к.п.д. устройства.

Введение в устройство двух обмоток 11 и 12, расположенных на управляющем трансформаторе 3 позволяет в еще большей степени снизить мощность, потребляемую от трансформатора 3, Обмотки 11 и 12 включены в цепь тока вторичной обмотки питающего трансформатора 1 и образуют положительную обратную связь по току, потребляемому силовым транзистором от устройства.

Ток базы транзисторов 5-8 зависит как от напряжения на первичной об1193762

Составитель Л. Багян.

Техред С.Мигунова Корректор В,Синицкая

Редактор В.Иванова

Заказ 7322/56 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 мотке трансформатора 3, так и от тока, потребляемого силовым транзистором от.устройства. Выбросы тока отрицательной полярности соответствуют режиму рассасывания избыточного заряда в базе. силового транзистора, подключенного к клеммам 2 и 4 устрой" ства.

Наибольшие значения потребляемого тока источника напряжения трансформа- 10 тором 3 приходятся на моменты времени, соответствующие отсутствию выходного тока устройства. При наличии выход-. ного тока устройства базовые цепи транзисторов 5-8 получают дополни- . 15 тельное питание от вторичных обмоток трансформатора I через дополнительно введенные обмотки ll и 12 трансформатора 3. Это проявляется в повышении напряжения на обмотках транс - 20 форматора 3 в моменты протекания тока нагрузки устройства.

Подбирая .коэффициент трансформации от обмоток 11 и 12 -к вторичным обмоткам.трансформатора 3, можно 25 обеспечить потребление тока первичной обмоткой трансформатора 3 только в моменты отсутствия выходного тока

У устройства. Следует учитывать также то; что базовые сопротивления резисторов 9 трансформируются в обмотки

ll и 12, поэтому, выбирая оптимальные величины резисторов 9 и коэф фициентов трансформации, можно yitpoстить схему, отказавшись от балластных резисторов 10. Их роль будут выполнять резисторы 9, трансформируемые в обмотки 11 и 12. Однако для большей надежности следует рационально .распределить величину балласт ного сопротивления между резисторами

l0 и обмотками положительной обратной связи.

Предлагаемое устройства обладает более высоким.к.п.д,, так как существенно уменьшена мощность, потребляемая базовым цепями от источника управляющего напряжения. Это позволяет подключать обмотку управляющего трансформатора -непосредственно в выходу операционного усилителя беэ промежуточного усилителя мощности,