Устройство для управления составным ключом

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения. Целью изобретения является повышение быстродействия и КПД. Для этого в устройство введены транзистор 6, диоды 9,10,11, резистор 16, конденсатор 17. Устройство также содержит высоковольтный 1 и низковольтный 2 силовые транзисторы, управляющие транзисторы 3,4,5, диоды 7,8, резисторы 12...15, блок 20 управления, два источника 18,19 питания. Цель достигается в результате форсированного рассасывания неосновных носителей в переходах транзисторов 1 и 2 и сокращения длительности фронта выключения транзистора 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51)5 Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЮ ЕЛЬСТВУ и!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4318894/24-21 .(22) 21,10,87 (46) 07.02.90. Бюл. №, 5 (72) Н.Д, Терещенко, А.З. Венгер, Л.М. Свечкарева и А.:М. Якименко (53) 62!.382 (088,8) (56) Электронная техника в автоматике. Сборник статей под ред. Ю,И. Конева. Вып, 15, Мь, Радио и связь, 1984, с. 194.

Электронная техника в автомати ке: Сборник статей под ред. Ю.И. Ко-. нева, Вып, 17, М,: Радио и связь, 1986, с. 192, .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СОСТАВНЫМ КЛЮЧОМ

2 (57). Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения, Целью изобретения является повышение быстродействия и КПД, Для этого в устройство введены транзистор 6, диоды 9, l0,11, резистор 1&, конденсатор !7.

Устройство .также содержит высоковольтный 1 и низковольтный 2 силовые транзисторы, управляющие транзисторы 3,4,5, диоды 7,8, резисторы 12.

15, блок 20 управления, два источника 18, 19 питания. Цель достигается в результате форсированного рассасывания неосновных носителей в переходах транзисторов I и 2 и сокраще- !ж ния длительности фронта выключения транзистора 1. 1 ил.

1541766

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения, Цель изобретения — повышение

5 быстродействия и КПД, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства (один из вариантов по полярности используемых транзисторов) ° 1О

Устройство содержит первый 1 (высоковольтный) и второй 2 (низковольт,ный) силовые транзисторы, четыре управляющих транзистора 3-6, пять дио,дов 7-11, пять резисторов 12-16, конденсатор 17, первый 18 и второй 19 источники питания, блок 20 управления, выходные шины 21 и 22.

Транзисторы 1 и 2 (составной ключ) соединены последовательно и включены между шинами 21 и 22, База транзистора 3 через диод 7 подключена к коллектору транзистора 1 и через резистор 12 — к первому выводу источника 18, с которым соединены через 25 резистор 13 коллектор транзистора 3 и через встречно-включенный диод 8 эмиттер транзистора 3, который подключен к базе транзистора 1.

Транзисторы 2 и 3 — разного типа проводимости, базы которых объединены и через резистор 14 подключены к ,первому выводу блока 20, эмиттеры транзисторов 2 и 3 объединены и под,ключены к базе транзистора 2, кол35

; лектор транзистора 2 через диод 11 ,подключен к базе транзистора 1, кол лектор транзистора 3 через резистор

l5 подключен к первому выводу источ- 40 ника 19, вторые разноименные выводы источников 18 и 19 подключены к эмиттеру транзистора 2 и второму выводу блока 20.

Конденсатор 17 шунтирует выводы 45 источника 18. База транзистора 6 через резистор 16 подключена к первому выводу блока 20, эмиттер — к первому выводу источника 18, а коллектор через диод 9 — к коллектору транзистора 1, Коллекторно-эмиттерный переход транзистора 6 зашунтирован встречно-включенным диодом 10.

Устройство работает следующим образом, 1!редположим с выхода блока 20

55 подается отпирающее управляющий пере— ход транзистора 4 напряжение. В этом случае транзисторы 1-4 открыты, а транзисторы 5 и 6 закрыты, Ток эмиттера транзистора 3, разветвляясь, протекает через диод 11, силовые переходы транзистора 4, управляющий переход транзистора 2, управляющий переход транзистора 1, силовые переходы транзистора 2, При этом падение напряжения на силовых переходах транзистора 2 можно определить из выражения: где П„„13хэ4, 1бэ Поэг

U „— падение напряжений на п ереход ах колл ектор-эмиттер транзисторов 2 и 4, переходов база-змиттер транзисторов 1 и 2, диода 11, При работе устройства в режиме, близком к нулевому току, величина напряжения (Пп -1JS ) — положительная и по величине - 0,1-0,3 В, так как на диоде 11 в этом случае напряжение — 0,8-1,0 В, а падение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора 1 0,7 В. При работе устройства в режиме с током, близким к максимально допустимому току коллектора силовых транзисторов 1 и 2, величина напряжения (U<, -U6,)становится отрицательной, порядка — 0,1-0,2 В, так как с увеличением тока коллектора падение напряжения И,возрастает в большей степени за счет модуляции тока базы.

Следовательно, падение напряжения на транзисторе 2 в режиме максимальных токов меньше, чем у известного, и меньше потери, т.е. КПД выше. В то же время при малых токах транзистор 2 находится в граничном режиме, чем минимизируется время рассасывания, При выключении на управляющий переход транзистора 4 подается запирающее напряжение, при этом длительность процесса переключения напряжения конечна и имеет определенное время, Транзистор 4 запирается и отпирае ся транзистор 6. Ток через транзисторы 1 и 2 возрастает на величину тока заряда диода 9, в качестве которого применяется соответствующим образом подобранный по времени рассасывания и времени восстановле-.

541766 ь через первый диод подключена к первому силовому выводу первого силового транзистора и через первый резистор к первому выводу первого источника питания, с которым соединены через второй резистор первый силовой вывод первого управляющего транзистора и через встречно включенный второй диод — второй силовой вывод первого управляющего транзистора, который подключен к базе первого силового транзистора, второй и третий управля-, ющие транзисторы разного типа проводимости, базы которых объединены и через третий резистор подключены к первому выводу блока управления, одноименные первые силовые выводы второго и третьего управляющих транзисто20 ров объединены и подключены к базе второго силового транзистора, второй

c,ëoâoé вывод третьего управляющего транзистора через четвертый резистор соединен с первым выводом второго

25 источника питания, вторые разноименные выводы первого и второго источников питания подключены к второму силовому выводу второго силового тран-. зистора и второму выводу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и КПД, введены четвертый управляющий транзистор и конденсатор, который шунтирует выводы первого источника питания, база четвертого управляющего транзистора через пятый резистор подключена к первому выводу блока управления, первый силовой вывод — к первому выводу первого источ40 ника питания, а второй силовой вывод через третий диод — к первому силовому выводу первого силового транзистора, силовые выводы четвертого управляющего транзистора зашунтирова45 ны встречно включенным четвертым диодом, второй силовой вывод второго управляющего транзистора через пятый диод подключен к базе первого силового транзистора, ния обратного сопротивления диод, Следующим этапом является отпирание транзистора 5 и запирание транзистора 2. Потенциал обоих силовых выводов транзистора 1 оказывается значительно выше потенциала базы, поэтому происходит активное запирание обоих переходов °.Значительную часть тока на этапе восстановления обратного сопротивления транзистора 1 принимает на себя диод 9. При этом КПД использования диода 9 выше, чем в известных схемах, так как заряжается он сравнительно небольшое время, порядка 1 мкс, в паузе между снижением управляющего напряжения на базе транзистора 4 и моментом выключения транзистора 2, и в нем рассеивается незначительная мощность. Оканчивается процесс выключения транзисторов 1 и 2 процессом восстановления обратного сопротивления диода 9 при полностью закрытых силовых транзисторах 1 и 2, Длительность этого этапа полностью определяется барьерной емкостью и емкостью монтажа перехода транзистора 1, так как длительность этапа восстановления диода 9 существенно меньше, Таким образом, предлагаемое уст-, ройство имеет более высокий КПД и повышенное быстродействие по сравнению с известным, Ф о р м у л а изобретения

Устройство для управления составным ключом, содержащее первый и второй силовые транзисторы, которые соединены последовательно и включены между первой и второй выходными шинами, три управляющих транзистора, пять диодов, четыре резистора, блок управления, два источника питания, база первого управляющего транзистора

Составитель Г. Терешина

Редактор M. Бланар Техред П.Олийнык Корректор М. Шароши

Зака.Х 289 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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