Устройство для управления силовым транзистором

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения применения его в однотактных преобразователях и повышения надежности переключения. Запуск транзистора 1 осуществляется кратковременным замыканием ключа 8. Конденсатор 4, разряжаясь через дополнительную обмотку, обеспечивает формирование импульса тока в эмиттерной цепи транзистора 1 с одновременным выключением транзистора 3. Далее открытое состояние транзистора 1 поддерживается положительной токовой обратной связью. После выключения транзистора 1 начинается размагничивание сердечника трансформатора 2, открывается диод 5 и конденсатор 4 заряжается размагничивающим током до напряжения, задаваемого ограничивающим элементом 6, защищая его коммутационных помех. Наличие напряжения на конденсаторе 4 подготавливает транзистор 1 к следующему включению. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1480048 А1!

51} 4 Н 02 11 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.".,:.

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4075324/24-07 (22) 06.05.86 (46) 15. 05.89. Вюл. N - !8 (71) Опытное производственно-техническое предприятие Уралчерметавтоматика" (72) О. Н. Мельников (53) 621 ° 316 ° 727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1008869, кл. Н 02 M 7/537, 1985.

Заявка Франции N 2558022, кл. Н 02 М 7/537, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОBbIN ТРАНЗИСТОРОМ (57) Изобретение относится к импуль.— сной технике и может быть использовано .при разработке вторичных источников питания. Целью изобретения является расширение функциональных воз— можностей устройства за счет обеспечения применения его в однотактных преобразователях и повышения надежности переключения, Запуск транзистора

1 осуществляется кратковременным замыканием ключа 8. Конденсатор 4, разряжаясь через дополнительную обмотку

1 обеспечивает формирование импульса тока в эмиттерной цепи транзистора 1 с одновременным выключением транзистора 3. Далее открытое состояние транзистора 1 поддерживается положительной токовой обратной связью, После выключения транзистора 1 начинается размагничивание сердечника трансформатора 2, открывается диод 5 и конденсатор 4 заряжается размагничивающим током до напряжения задаваемого orЭ 0 раничивающим элементом 6, защищая его от коммутационных помех. Наличие напряжения на конденсаторе 4 подготавливает транзистор 1 к следующему включению. 2 ил.

1480048

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания (ВИП) переключательного

5 тип а, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения приме.нения er о в одиотактных преобразователях и повьппения надежности переключения.

На фиг. 1 и 2 представлены примеры реализации устройства.

Устройство управления транзисторным ключом 1 содержит трансформатор

2 тока, первичная обмотка которого включена н силовую цепь ключа 1, вто- ричная в его эмиттерную цеп ь, блоки— рующий транзистор 3, шунтируюший ба — 20 за — эмиттерный переход ключа 1, накопительный конденсатор 4, подключенный через выпрямительный диод 5 к вторичной обмотке, а через вольтоограничите.льный элемент 6 (стабилитрон 25 или цепочка диодов) к базе транзистора 3. Узел 7 подзаряда содержит ре3 исто p > связанный с источником по стоянного напряжения Un, и предназначен для подпитки накопительного кон — 30 денсатора 4. Ключ 8 осуществляет запуск тр гнзис тора 1.

Узел 7 подзаряда нужен .в основном для первого пуска ключа после включения устройства и во время работы может быть отключен, Однако, так как потребление тока по цепи подпитки составляет лишь сотые доли процента от тока силовой цепи, его можно и не. отключать без ощутимого ухудшения КПД 40 устройства. На схеме фиг. 1 узел 7 выполнен только на резисторе и не отключается, на фиг. 2 он дополнительно содержит конденсатор в последовательном соединении с указанным 45 резистором и диод, через который средняя точка этой цепочки подсоединяется в этом случае и к второй обкладке конденсатора 4, что обеспечи— вает отключение узла 7 на время рабо- 5< ты устройства.

Дополнительная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь ключа 8 либо со стороны его вывода, связанного с элементом 6 (фиг. 2), либо со стороны его вывода, связанного с вторичной обмоткой трансформатора тока (фиг, 1), Оба варианта равноценны, На фиг. 2 в качестве управляющего ключа 8 показан триггерный ключ на комплементарных транзисторах 9, управляемый оптроном 1Î (срабатывание ключа происходит при подаче импульса тока на оптрон).

Выбор порогового напряжения вольтоограничительного элемента 6 (и соот-ветственно его реализация), а также реализация связи вторично и обмо тки трансформатора 2 тока с эмиттером транзистора 1 определяются параметрами силового транзистора 1, режимом его работы и типом управляющего ключа

8, При включенном силовом транзисторе

1 величина напряжения на его базаэмиттериом переходе должна быть меньше суммы напряжений элемента 6 и напряжения перехода база-эмиттер транзистора 3 за вычетом остаточного напряжения (после разряда) на конденсаторе 4.

Так, в общем случае (см. фиг, 1) при использовании силового транзистора 1 в токовых режимах существенно ниже номинальных — не превышающих (0,3 — 0,5) i н,„— U 6a транзистора 1. не превышает 0,8-1,0 В и при обеспечении полного разряда кднденсатора 4 при запуске, например, кратковременным замыканием клемм ключа 8 вольтоограничительный элемент 6 может быть представлен всего одним диодом, а с эмиттером .транзистора 1 и диодом 5 связана вся вторичная обмотка.

При использовании (см. Фиг. 2) транзистора 1 в предельных по току режимах (напряжение Б достигает

2 — 2,5 B) и при разряде конденсатора 4, например, с помощью триггерного ключа 8, когда остаточное напряжение может составлять 0,5-0,7 В, ми— нимальное напряжение на элементе 6 будет уже составлять 2-3 В, что и обуславливает выполнение его на трехчетырех диодах или низковольтном стабилитроне, при этом для ограничения обратного напряжения на базаэмиттерном переходе силового транзистора 1, которое в момент его размыкания может превысить допустимое для данного типа транзистора значение, связь вторичной обмотки,с эмиттером этого транзистора осуществляется через отпайку, подключающую к нему меньшее число витков, чем к диоду 5.

Элементы форсирования включения конденсатор 11 и резистор 12 — на

1480048 схемах показаны пунктиром. Резистор

12 с конденсатором 4 определяет длительность запускающего импульса а конденсатор 11 обеспечивает дополни5 тельную форсировку запуска, форсируя запирание транзистора 1.

Устройство {фиг. 1) работает следующим образом.

Конденсатор 4 в паузах между срабатываниями сиповогo ключа 1 находится в заряженном состоянии до уровня, определяемоro пороговым напряжением элемента 6 вкупе с прямосмещенным пе-, реходом база-коллектор транзистора

3. База-эмиттерный переход силового транзистора 1 при этом зашунтирован открытьи переходом коллектор-эмитте р транзистора 3, что предотвращает ложные включения ключа 1 (нанример, о т имп ульсо в помех ) ..

Запуск транзистора 1 осуществляется кратковременным замыканием клемм ключа 8„ Конденсатор 4, разряжаясь через дополнительную обмотку, обес- 25 печивает формирование запускающего импульса тока в эмиттерную цепь транзистора 1 с одновременным снятием блокировки (выключения базового тока транзистора 3). Далее открытое состо- 3О яние ключа 1 поддерживается за счет положительной токовой обратной связи.

После выключения транзистора 1 начинается размагничивание сердечника трансформатора 2 тока ° Полярность напряжения на его обмотках изменяет знак, открывается диод 5 и конденсатор 4 заряжается размагничивающим током до напряжения отсечки, задаваемого элементом 6 и переходом транзисто- 40 ра 3. Открывание транзистора 3 ставит силовой клич 1 на блокировку, защищая его от коммутационных помех, возникающих в нагрузке при выключении транзистора 1, Наличие же напряжения 45 на конденсаторе 4 одновременно подготавливает клич 1 к следующему включе-. нии по замь кании ключа 8, Таким образом, устройство может использоваться в схемах управления как двухтактных, так и однотактных преобразователей напряжения, имеет меньшие массогабаритные показатели при уменья>ении мощности внешнего возбуждения, имеет большие воэможности регулирования по скважности, что повьппает надежность управления и дает возможность получить преобразователи с расширенным .диапазоном входных напряжений и нагрузок.

Формул а и з о б р е т е н и я

Устройство для управления силовым транзистором, содержащее управляющий клич, трансформатор тока с дополнительной обмоткой, перви ная обмотка которого предназначена для подключения в силовую цепь базы силового транзистора, вторичная одним выводом соединена с одним выводом выпрямительного диода, о т л и ч а и щ е— е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения применения устройства в однотактных преобразователях и IIQBbI шения надежности переключения, введены блокирующий транзистор, накопительный конденсатор, ограничивающий элемент и узел подзаряда накопительного конденсатора, вход которого со единен с источником постоянного напряжения, причем другой вывод вторичной обмотки трансформатора тока предназначен для соединения с базой силового транзистора и через последовательно соединенные дополнительную обмотку трансформатора тока и управляющий клич соединен с одним выводом ограничивающего элемента, другой вывод которого подключен к базе блокирующего транзистора, коллектор которого предназначен для соединения с базой, а эмиттер — с эмиттером силового транзистора, точка соединения эмиттеров силового и блокирующего транзисторов соединена с крайним выводом или отпайкой вторичной обмотки трансформатора тока, один вывод накопительного конденсатора предназначен для соединения с базой силового транзистора, а другой подключен к другому выводу выпрямительного диода и связан с одним выводом ограничивающего элемента, ! 480048

Составитель А. Меркулова

Редактор 0, Спесивых Техред M.яндык Корректор Т. Малец

Заказ 2553/52 Тираж 647 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101