Устройство для управления силовым транзисторным ключом

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - уменьшение коммутационных потерь и повышение надежности. С помощью введенного с указанной целью дросселя 11 обеспечивается сдвиг переднего фронта управляющего сигнала на входе вспомогательного транзистора 2 относительно заднего фронта управляющего сигнала на выходе формирователя 5 на время выключения основного транзистора 1. За счет того, что транзистор 2 кратковременно находится в открытом состоянии, повышается экономичность устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (l1) (5l)5 Н 02М 1 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH ГКНТ СССР (21) 44291 81,/24-07 (22) 24. 05.88 (46) 07.02.90. Бюл..У 5 (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д.Нсурцева (72) А. П. Басов, В. И. Заика и А. Ю..Греков (53) 621.31 6.727 (088.8) (56) Электронная техника в автоматике./Под ред. Ю.И.Конева — И.: Радио и связь, 1981, вып. 12, с. 97, рис.2. ,Авторское свидетельство СССР

H 936283, кл. Н 02 И 3)335, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЦИ ТРАНЗИСТОРНЬК КЛЮЧОИ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Пель изобретенияуменьшение коммутационных потерь и повышение надежности. С помощью введенного с укаэанной целью дросселя 11 обеспечивается сдвиг переднего фронта управляющего сигнала на входе вспомогательного транзистора 2 относительно заднего фронта управляющего сигнала на выходе формирователя 5 на время выключения основного транзистора l.

За счет того, что транзистор 2 кратковременно находится в открытом состоянии, повышается экономичность устройства. 2 ип.

1541723

ЭДС на обмотках выходного трансшорматора 6 и дросселя 11 равна нулю, а по обмотке 16 от источника 4 через третий резистор 18 и второй диод 17 протекает постоянный ток, намагничиваюпроводе дросселя 11 определенной величины магнитный поток.

С момента времени t (фиг.2) управляющий сигнал 19 с формирователя

5 подается на вход основного транзистора 1, при включении которого замыра 6. При условии, что индуктивность обмотки 1 0 дросселя 11 на порядок можно допустить,„ что все напряжение трансформируется ЭДС 23, которая прикладывается к баэо-эмиттерному переходу силового транзистора 8 в прямом направлении и нагружает трансформатор

6 базовым током, Ток 20 коллектора основного транзистора 1, равный по величине пересчитанному в первичную обмотку току базы силового транзистора 8, с момента времени t замыкается по обмотке 10 дросселя 11 и созцает в магнитопроводе размагничивающий поток. Под действием раэностного магнитного потока, создаваемого токарая прикладывается к базо-эмиттерному переходу .вспомогательного транзистора 2 в обратном направлении и к второму резистору 15 через смещенный! в прямом направлении первый диод ) 4.

Параметры дросселя 11 и величина сопротивления резистора 15 выбираются из условия, чтобы к моменту времени разностный магнитный поток в магнитопроводе дросселя достиг уровня насыщения и ЭДС на его обмотках снизилась до нуля. В момент времени t3 снимается управляющий сигнал 19 с входа основного транзистора 1 и начинается этап его вьп<лючения, опредения неосновных носителей и временем (t+ — t ) шормирования среза импульНа интервале времени t + — t < ток

20 коллектора основного транзистора, Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. 5

Пель изобретения — уменьшение коммутационных потерь и повышение надеж- щая сила которого создает в магнитоности.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для управления 10 силовым транзисторным ключом, на фиг, 2 — в ременные диаграммы, поясняющ е принцип действия устройства.

Устройство для управления силовым кается цепь для тока от источника 4 транзисторным ключом содержит основ- 15 по обмотке 10 дросселя 11 и по части

1 с транзистор 1 и вспомогательный < Ы, первичной обмотки 9 трансформатот1 анзистор 2 (например, типа п-р-n), первые силовые электроды (эмиттеры) к торых объединены и связаны с первы меньше индуктивности намагничивания ме выводами конденсатора 3 и источни-1j0 первичной обмотки 9 трансформатора 6, к 4 битания, управляющий вход основнс1го транзистора 1 подключен к выходу, источника 4 прикладывается к части

1 формирователя 5 управляющих сигналов, Ы, первичной обмотки 9. В обмотку 7 выходной трансформатор 6, вторичная обмотка 7 которого нагружена на управ-35 ляющий переход силового транзистора

8, а первичная обмотка 9 выполнена с, отпайкой и связана одним крайним вы-, вОдом с силовым электродом (коллектордм) вспомогательного транзистора" 2, а другим крайним выводом через первую о мотку 1 0 дросселя 1 1 насыщения -:свя- . з на с вторым силовым электродом (оллектором) основнаго транзистора 1.:

Вторая обмотка 12 дросселя 11 подключена через первый резистор 13 к уп35

Р вляющему переходу вспомогательного ми, протекающими в обмотках 12 и )6, транзистора 2 и шунтирована цепочкой; в обмотке 1 2 наводится ЭДС 21, котоив последовательно соединенных первого диода 14 и второго резистора 15, а 40 третья обмотка 16 подключена парал"л лельно конденсатору 3 через последовательно включенные второй диод 17 и третий резистор 18 .

На фиг.2 приняты следующие обозна- 45 чения: 19 — управляющий сигнал на выходе формирователя 5; 20 — форма тока коллектора основного транзистора

1; 21 — ЭДС на обмотке 12 дросселя

11 22 — ток коллектора вспомогательУ 5G ного транзистора 2; 23 — форма ЭДС на обмотках выходного транссоорматора 6.

Устройство работает .следующим образом. ляемый временем (t g — t 4) рассасываВ исходном состоянии устройства при подключенном источнике 4 питания

55 и отсутствии управляющих сигналов на са тока коллектора. выходе формирователя 5 все транзисторы находятся B закрытом состоянии, ! 541723 про текающий по обмотке 1 О дросселя

11, уменьшается, и в результате чего уменьшается намагничивающая сила этой обмотки. При определенных параметрах дросселя 11 в момент времени t его

5 магнитопровод выходит из режима насыщения, и изменяющийся магнитный поток наводит в обмотке 12 ЭДС 21 другой полярности, которая через первый ре- 10 зистор 13 прикладывается к входу вспомогательного транзистора 2 в прямом направлении и включает его. При условии, что,время включения и длительность среза импульса тока коллектора однотипных транзисторов одного порядка, то интервал времени t - t

67 в течение которого транзисторы 1 и 2 одновременно находятся в открытом состоянии, соответствуют их активному 20 режиму, и коммутационный ток ограни чивается относительно большим сопротивлением транзисторов, Одновременно с момента, времени t к части z первичной обмотки 9 црикладывается на- 25 пряжение источника 4, и в обмотке 7 трансформируется ЭДС 23 другой полярности, которая прикладывается к базоэмиттерному переходу силового транзистора 8 в обратном направлении и 30 создает запирающий ток базы.

К моменту времени tz магнитный поток в дросселе 11, определяемый намагничивающей силой обмотки 16, достигает установившегося значения, и

ЭДС на обмотке 12 уменьшается до нуля. С этого момента времени наступает этап естественного выключения вспомогательного транзистора 2, кото- 40 рый заканчивается в момент времени

С. момента времени t, процессы в устройстве повторяются.

На любой из обмоток дросселя 11 вольт-секундные площади импульсов ЭДС 45 разной полярности должны быть равны и определяются суммарным потокосцеплением обмоток . Амплитуду и длитель- . ность этих импульсов можно независимо изменять подбором величины сопро- 50 тивления резисторов 13 и 15 и тем самым изменять длительность управляющего импульса включения вспомогательного тран з ис то ра 2 и, следов а тельно, длительность запирающего импульса ЭДС на входе силового транзистора 8, что особенно важно при условии применения устройства в преобразователях с широтно-импульсной модуляцией при большой кратности регул рования.

Формула изобретения

Устройство для управления силовым транзисторным ключом, содержащее первый диод, основной и вспомогательный транзисторы, первые силовые электроды которых объединены и связаны с первыми выводами конденсатора и источника питания, управляющий вход основного транзистора подключен к выходу формирователя управляющих сигналов, выходной трансформатор, вторичная обмотка которого предназначена для подключения к управляющему переходу силового транзисторного ключа, а первичная обмотка выполнена с отпайкой и связана одним крайним выводом с вторым силовым электродом вспомогательного транзистора, а отпайка подключена к вторым выводам конденсатора и источника питания, о т— л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью уменьшения коммутационных потерь и повышения надежности, введены второй диод, три резистора и трехобмоточный дроссель насыщения, первая обмотка которого включена между другим крайним выводом первичной обмотки выходного трансформатора и вторым силовым электродом основного транзистора, вторая обмотка, включенная встречно первой, подключена через первый резистор к управляющему переходу вспомогательного транзис тора и шунтирована цепочкой из последовательно соединеннык первого диода и второго резистора, а.третья обмотка, включенная согласно с второй, последовательно.с вторым диодом и третьим резистором, подкЛючеиа параллельно конденсатору, ) 541723

Составитель А.Киселев

Техред Л.Сердюкова

° Корректор И.Самборская

Редактор Н.Яцола

Заказ 287 Тираж 4«92 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«Ь

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