Транзисторный ключ

 

Изобретение может быть использовано в импульсных усилителях мощности и инверторах. Цель изобретенияповышение КПД за счет снижения потерь мощности в цепи управления. Устройство содержит выходной 1, вспомогательный 2 транзисторы одно- .го типа проводимости и управляющие транзисторы 3 и 4 другого типа проводимости , блок 5 гальванической развязки, блок 6 совпадения, инвертор 7, вентильный элемент 8, резисторы 9-12, общую шину 13, выходные шины 14 и 15, входные шины 16, 17 и 18, шину 19 источника питания и нелинейный элемент 20 /например, диод/. Б описании представлены варианты схемы транзисторного ключа. Устройство повышает быстродействие за счет форсирования рассасывания избыточного заряда в коллекторной области транзистора 1. Помехоустойчивость повышается за счет уменьшения влияния динамических бросков тока , возникающих при коммутации управляющих транзисторов, на работу схемы управления. 4 з.п. ф-лы. 3 ил. 8 tf .0«. «

СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3769339/24-21 (22) 10.07.84 . (46) 15.03 ° 86. Бюл. Н 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (72) Н.Н.Беспроэванный, С.В.Коротков и А.Н.Кривцов (53) 621.382(088.8) (56) Электронная техника в .автоматике. Под ред. Ю.И.Конева, вып.9, М.: Советское радио 1977, с.57, рис. 1.

Электронная техника в автоматике.

Под ред. Ю.И.Конева, вып.9, M.:

Советское радио, 1977, с. 172,рис.4. .(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение может быть использовано в импульсных усилителях мощности и инверторах. Цель изобретенияповышение КПД эа счет снижения потерь мощности в цепи управления.

„„SU„„1218458 A (51) 4 Н 03 К 17/60

Устройство содержит выходной 1, вспомогательный 2 транзисторы одно.го типа проводимости и управляющие транзисторы 3 и 4 другого типа проводимости, блок 5 гальванической развязки, блок 6 совпадения, инвертор 7, вентильный элемент 8, резисторы 9-12, общую шину 13, выходные шины 14 и 15, входные шины 16, 17 и 18, шину 19 источника питания и нелинейный элемент 20 /например, диод/. В описании представлены варианты схемы транзисторного ключа.

Устройство повышает быстродействие за счет форсирования рассасывания р избыточного заряда в коллекторной области транзистора 1. Помехоустойчивость повышается за счет уменьшения влияния динамических бросков тока, возникающих при коммутации управляющих транзисторов, на работу схемы управления. 4 з.п. ф-лы. 3 ил.

f 12

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных усилителях мощности и инверторах.

Цель изобретения — повышение

КПД транзисторного ключа путем снижения потерь мощности в цепи управления.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого ключа, на фиг. 2 и 3 — варианты схем транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит выходной 1 и вспомогательный 2 транзисторы одного типа проводимости,.первый

3 и второй 4 управляющие транзисторы другого типа проводимости, блок

5 гальванической развязки, блок 6 совпадения, инвертор 7, вентильный элемент 8, четыре резистора 9—

12 и общую шину 13, причем эмиттер выходного транзистора 1 подключен к первой выходной шине 14 и через вентильный элемент 8 — к второй выходной шине 15 и коллекторам выходного 1 и вспомогательного 2 транзисторов, база выходного транзистора 1 соединена с эмиттером вспомогательного транзистора 2, база которого подключена к первому выводу первого резистора 9, первый и второй входы блока 5 гальванической развязки соединены соответственно с первой 16 и второй 17 входными шинами, а выход подключен к первому входу блока 6 совпадения, выход и второй вход которой соответственно соединены с входом инвертора 7 и третьей входной шиной 18, выход инвертора 7 через второй резистор 10 подключен к базе первого управляющего транзистора 3, эмиттер которого подключен к шине 19 источника питания,,а коллектор — к первому выводу третьего резистора 11, первый вывод четвертого резистора 12 соединен с выходом блока 6 совпадения, а второй вывод подключен к базе второго управляющего транзистора 4, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с шиной 19 источника питания и вторым выводом первого резистора 9, второй вывод третьего резистора 1 1 подключен к эмиттеру выходного транзистора 1, база которого соединена с общей шиной 13. Коллектор выходного транзистора 1 может быть подключен к второй выходной шине 15 через линейный (например

18458 2 резистор) или нелинейный (например диод) элемент 20.

Транзисторный ключ также содержит третий управляющий транзистор

21 тип проводимости которого соответствует типу проводимости первого

3 и второго 4 управляющих транзисторов, дополнительный транзистор 22, тип проводимости которого соответствует типу проводимости вспомогательного транзистора 2, пятый 23 и шестой

24,резисторы, причем выход инвертора 7 через пятый резистор 23 подключен к базе третьего управляющего транзистора 21, эмиттер которого соединен.с шиной 19 источника пита- . ния, а коллектор через шестой резистор 24 подключен к базе дополнительного транзистора 22, коллектор и эмиттер которого соответственно соеди-. нены с базой и эмиттером вспомогательного транзистора 2.

Кроме того, транзисторный ключ содержит четвертый управляющий транзистор 25, THII проводимости KOTopOFQ соответствует типу проводимости первого 3 и второго 4 управляющих тран зисторов, диод 26, седьмой 27, восьмой 28 и девятый 29 резисторы, причем

30 выход инвертора 7 через седьмой резистор 27 соединен с базой четвертого управляющего транзистора 25, эмиттер которого подключен к шине

19 источника питания, а коллектор через восьмой резистор 28 соединен с первыми выводами девятого резистора 29 и диода 26, вторые выводы которых соответственно подключены к общей шине 13 и коллектору выходного транзистора 1.

Эмиттер каждого управляющего транзистора 3, 4, 21 и 25 может быть соединен через соответствующий дополнительный резистор 30-33 с шиной

19 источника питания и через

45 соответствующий конденсатор .34 — 37 подключен к общей шине 13.

Транзисторный ключ работает следующим .образом.

При подаче на первую 16 и вторую

17 входные шины (фиг. 1) включающих сигналов управления на выходе блока

S гальванической развязки устанавливается потенциал напряжения высокого уровня, который поступает

55 на первый вход блока 6 совпадения, на выходе которого (при наличии на третьей входной шине 18, предназна ченной для дополнительного управле1218458

10 !

55 ния ключом, например, выключение ключа при наличии аварийной ситуации потенциала высокого уровня напряжения) появляется потенциал низкого уровня напряжения в результате чего транзистор 4 открывается и . в цепи базы транзистора 2 появляется ток, приводящий к отпиранию тран,зистора 2, который включает транзистор 1.

При наличии на первой 16 и второй

17 входных шинах выключающих сигналов управления или потенциала низкого уровня напряжения на третьей входной шине 18 на выходе флока

6 сравнения устанавливается потенциал высокого уровня напряжения, в результате чего транзистор 4 запирается, что приводит к выключению транзистора 2. На выходе инвертора

7 устанавливается потенциал низкого уровня, в результате чего транзистор 3 отпирается и к базе-змиттеру переходу транзистора 1 прикладывается напряжение в запирающей полярности. При этом транзистор 1 выключается. Линейный или нелинейный элемент 20, включенный в цепь коллектора транзистора 1, обеспечивает снижение мощности, рассеиваемой на транзисторе 1, во включенном состоянии.

Повышение быстродействия транзисторного ключа (фиг. 2) обеспечивается замыканием база-эмиттерного перехода транзистора 2 в выключенном . состоянии с помощью дополнительного транзистора 22, управление которым осуществляется третьим управляющим транзистором 2 1, состояние проводимости которого синфазно с состоянием проводимости первого управляющего транзистора 3.

Дальнейшее повышение быстродействия транзисторного ключа (фиг. 3) достигается форсированием рассасывания избыточного заряда в коллекторной области транзистора 1, для чего.коллектор транзистора 1 через диод 26 и четвертый управляющий транзистор

25, который работает синофазно с первым 3 и третьим 21 управляющими транзисторами, подключается к шине

19 источника питания при выключении транзистора 1.

Помехоустойчивость транзисторного .ключа может быть повышена путем уменьшения влияния динамических брос- ков тока, возникающих при коммутации управляющих транзисторов 3, 4, 21 и 25, на работу схемы управления через внутреннее сопротивление источника питания и сопротивление шины

19 источника питания,с помощью подключения эмиттеров управляющих транзисторов 3, 4, 21 и.25 к шине 19 источника питания через соответствующие резисторы 30 — 33 и конденсаторы 34 — 37, которые образуют интегрирующие цепи.

В предлагаемом транзисторном,ключе КПД вышее, чем в известных транзисторных ключах вследствие снижения . потерь мощности в цепи управления, что достигается уменьшением числа база-змиттерных переходов составного транзистора включаемых в цепь управления при включении ключа.

Формула изобретения

1. Транзисторный ключ, содержащий выходной и вспомогательный транзисторы одного типа проводимости, первый и второй управляющие транзисторы другого типа проводимости, блок галь-, ванической развязки, блок совпадения, инвертор, вентильный элемент, три резистора и общую шину, причем эмиттер выходного транзистора подключен к первой выходной шине и через вентильный элемент — к второй выходной шине и коллекторам выходного и вспомогательного транзисторов, база выходного транзистора соединена с эмиттером вспомогательного транзистора, база которого подключена к первому выводу первого резистора, первый и второй входы блока гальванической развязки соединены соответст- ° венно с первой и второй входными

1шинами, а выход подключен к первому входу блока совпадения, выход и второй вход которой соответственно соединены с входом инвертора и третьей входной шиной, выход инвертора через второй резистор подключен к базе первого управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к шине источника питания, а коллектор — к первому выводу третьего резистора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

КПД, в него введен четвертый резистор, первый вывод которого соединен с выходом блока совпадения, а второй вывод подключен к базе второго управляющего транзистора, эмиттер

1218458

ВНИИПИ Заказ 1138/60 Тираж 8.1 8 Подписное

Филиал П1П! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и коллектор которого соединены соответственно с шиной источника питания и вторым выводом первого резистора, второй вывод третьего резистора подключен к змиттеру выходного транзистора, база которого соединена с общей шиной.

2. Ключ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что,коллектор выходного транзистора подключен к второй выходной шине через линейный или нелинейный элемент.

3. Ключ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен третьим управляющим транзистором, тип проводимости которого соответствует типу проводимости первого и второго управляющих транзисторов, дополнительным транзистором, тип проводимости которого соответствует типу проводимости вспомогательного транзистора, пятым и шестым резисторами, причем выход.инвертора через пятый резистор подключен к базе третьего управляющего транзистора, эмиттер которого соединен с шиной источника питания, а коллектор через шестой резистор подключен к базе дополнительного транзистора, коллектор и эмиттер которого соответственно соединены с базой и змиттером вспомогательного транзистора.

4. Ключ по пп. 1 — 3 о т л и5 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снаб-. жен четвертым управляющим транзистором, тип проводимости которого

1О соответствует типу проводимости первого и второго управляющих транзисторов, диодом, седьмым, восьмым и девятым резисторами, причем выход инвертора через седьмой реэис15 тор соединен с базой четвертого управляющего транзистора, змиттер которого подключен к шине источника питания, а коллектор через восьмой резистор соединен с первыми вы2О водами девятого резистора и диода, вторые выводы которых соответственно подключены к общей шине и коллектору выходного транзистора.

5, Ключ по пп. 1 — 4, о т л иg5 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, змиттер каждого управляющего транзистора через соответствующий дополнительный резистор соединен с шиной источника питания и через соответствующий конденсатор подключен к общей шине.