Транзисторный ключ с индуктивной нагрузкой

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированном преобразователе с обратным включением выпрямительного диода. Цель изобретения - повышение КПД путем снижения потерь мощности в цепи базы силового транзистора. Устройство содержит силовой транзистор 1, управляющие транзисторы 2, 3, 4, резисторы 5, 6, индуктивную нагрузку 9. В устройство введены трансформатор 7 и диод 8, при этом индуктивность первой обмотки трансформатора равна индуктивности второй обмотки и в N раз больше индуктивности нагрузки, где N - необходимая степень насыщения силового транзистора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l

1 - "— —.т-,о I

1 =„ l L3 (21) 4618511/24-21 (22) 12.12.88. (46) 07.10.90. Бюл. М 37 (72) В.Г. Власов и Э.М. Ломакин (53) 621.382(088,8) (56) Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник под ред.

Г.С. Найвельта, — М,: Радио и связь, 1986, стр. 346-347.

Полещук Л.С., Притыченко М.Д. Стабилизированный источник высокого напряжения, Приборы и техника эксперимента. 1980, N. 1, с.174 — 175. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ С ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ

„„ЯЦ„, 1598155 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированном преобразователе с обратным включением выпрямительного диода. Цель изобретения — повышение к. и. д, путем снижения потерь мощности в цепи базы силового транзистора. Устройство содержит силовой транзистор 1, управляющие транзисторы 2, 3, 4, резисторы 5, 6, индуктивную нагрузку 9. В устройство введены трансформатор 7 и диод 8, при этом индуктивность первой обмотки трансформатора равна индуктивности второй обмотки и в N раз больше индуктивности нагрузки, где N— необходимая степень насыщения силового транзистора. 1 ил.

1598155

+ !кмакс AUpQ

30

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированном преобразователе с обратным включением выпрямительного диода, Цель изобретения — повышение КПД путем снижения потерь мощности в цепи базы силового транзистора.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Транзисторный ключ содержит силовой транзистор 1, три управляющих транзистора 2-4, два резистора 5 и 6, трансформатор

7, диод 8, индуктивную нагрузку 9. Эмиттеры транзисторов 1, 2 и 4 соединены с общей шиной 10, коллектор транзистора 1 через нагрузку 9, коллектор транзистора 2, резистор 5 и эмиттер транзистора 3 подключены к шине 11 питания, базы транзисторов 3 и 4 обьединены и через резистор 6 подключены к коллектору транзистора 2, база которого подключена к шине 12 управления, первая обмотка трансформатора 7 включена между коллекторами транзисторов 3 и 4, вторая обмотка трансформатора 7 первым выводом через диод 8 подключена к шине 11, а вторым выводом к шине 10, база транзистора 1 подключена к точке соединения коллектора транзистора 4 и вывода первой обмотки трансформатора 7.

Для обеспечения нормального насыщения силового транзистора должно всегда выполняться неравенство la И 4, где ls — ток базы силового транзистора, 4 — ток коллектора, а N — необходимая степень насыщения силового транзистора (обычно выбирается в пределах N= 4 — 10).

Исход из этих требований индуктивности первой и второй обмоток введенного трансформатора 7 равны между собой и в N раз больше индуктивности нагрузки 9.

Транзисторный- ключ работает следующим образом.

Положительный импульс на шине 12 открывает транзистор 2, при этом транзистор

4 закрывается, а транзистор 3 открывается.

По цепи: открытый транзистор 3. первая обмотка трансформатора 7, база транзистора 1 — начинает нарастать ток по линейному закону. По такому же закону нарастает ток и в нагрузке 9 в коллекторной цепи транзистора 1. При выборе индуктивности трансформатора 7 в N раз большей индуктивности нагрузки 9, между током коллектора и базы транзистора 1 будет сохраняться соотношение 15 N=l к. Это соотношение не зависит ни от длительности управляющих импульсов, ни от напряжения питания U>. Мощность рассеивается на открытом транзисторе 3, переходе база-эмиттер транзистора 1, активном сопротивлении обмотки трансформатора 7, и часть энергии накапливается в магнитном поле трансформатора 7. При закрывании транзистора 2 транзистор 3 закрывается, транзистор 4 открывается, закрывая тем самым силовой транзистор 1. Магнитная энергия, накопленная в трансформаторе 7, через вторичную обмотку и диод 8 возвращается в источник питания.

Таким образом, энергию Ps теряемую в базовой цепи силового транзистора 1, пренебрегая потерями на активном сопротивлении обмоток трансформатора 7, можно оценить по следующей формуле:

Рб ..„,(о, —,. + о —.

+ где UK эз — падение напряжения на открытом транзисторе 3; 0ь s1 — падение напряжения на базовом переходе транзистора 1;

ЛОд — падение напряжения на открытом диоде 8; IK макс1 — максимальный коллекторный ток через транзистор 1; Q- скважность следования управляющих импульсов.

Таким образом, транзисторный ключ обеспечивает значительное снижение .потерь мощности в базовой цепи, тем самым повышая КПД.

Формула изобретния

Транзисторный ключ с индуктивной нагрузкой, содержащий силовой и три управляющих транзистора, два резистора, эмиттер силового транзистора и эмиттер первого уп ра вля ющего тра нзистора подключены к общей шине, коллектор силового транзистора через индуктивную нагрузку подключен к шине питания, с которой через первый резистор соединен коллектор первого управляющего транзистора, база которого подключена к шине управления, базы второго и третьего управляющих транзисторов объединены, о т л и ч а ю щ и и с-я тем, что, с целью повышения КПД, введены трансформатор и диод, а второй и третий управляющие транзисторы включены по схеме с общим эмиттером, при этом точка соединения их баз через резистор подключена к коллектору первого управляющего транзистора, эмиттеры второго и третьего управляющих транзисторов подключены соответственно к шине питания и общей шине, а между коллекторами этих

1598155

Составитель Г.Терешина

Редактор В.Бугренкова Техред М;Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 3070 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 транзисторов включена первая обмотка трансформатора, вторая обмотка которого первым выводом через диод соединена с шиной питания, а вторым выводом — с общей шиной, база силового транзистора подключена к точке соединения коллектора третьего управляющего транзистора и вывода первой обмотки трансформатора, индуктивность которой равна индуктивности второй обмотки и в N раз больше индук5 тивности нагрузки, где N — необходимая степень насыщения силового транзистора.