Электронный ключ

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и ЭВМ. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем оптимизации траектории переключения силового транзистора. В электронный ключ, содержащий силовой транзистор 1, управляющие транзисторы 11 и 12, первый резистор 10 и трансформатор управления 9, введены второй резистор 13, усилитель 19, датчик тока 15, коммутирующий диод 14 и RS-триггер 18. Благодаря организации цепи контроля перехода база-коллектор транзистора 1 посредством датчика тока 15 рассасывание транзистора происходит при нулевом значении сигнала на его база-эмиттерном переходе, тем самым достигается оптимизация его переключения. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДА Р СТ В Е ННЫ И КОМИТЕ Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4493606/07 (22) 11,10.88 (46) 07.08.91. Бюл. ¹ 29 (72) А.Г.Бомко и Е,И.Батюков (53) 621.314.57(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 960233,,кл. Н 02 М 3/335, 1979.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации унифицированных вторичных источников питания ВЖО. 323.104 ТО и ИЭ. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и ЭВМ, Цель изобретения—

„„. Ж„„1669064 А1 (505 Н 02 М 3/335. Н 03 К 17/60

ВЮО повышение надежности путем оптимизации траектории переключения силового транзистора. В электронный ключ, содержащий силовой транзистор 1, управляющие транзисторы 11 и 12, первый резистор 10 и трансформатор 9 управления, введены второй резистор 13, усилитель 19, датчик 15 тока, коммутирующий диод 14 и RS-триггер

18. Благодаря организации цепи контроля перехода база-коллектор транзистора 1 посредством датчика 15 тока рассасывание транзистора происходит при нулевом значении сигнала на его база-эмиттерном переходе, тем самым достигается оптимизация его переключения. 2 ил.

1669064

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и ЭВМ.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем оптимизации траектории переключения силового транзистора.

На фиг.1 приведена принципиальная схема электронного ключа; на фиг.2 — эпюры напряжений в характерных цепях.

Работу электронного ключа рассматриваем на примере однотактного стабилизатора постоянного напряжения.

Однотактный стабилизатор постоянного напряжения содержит силовой транзистор 1, выходной трансформатор 2, выпрямитель на диодах 3 и 4, LC-фильтр на дросселе 5 и конденсаторе 6 и выходные выводы 7 и 8, трансформатор 9 управления и первый резистор 10. первый 11 и вгорой

12 транзисторы управления, второй резистор 13, коммутирующий диод 14, датчик 15 тока, компаратор 16, модулятор 17, RS-триггер 18 и усилительный элемент 19.

Стабилизатор работает следующим образом, Силовой транзистор 1 периодически включается и "оммутирует постоянное напряжение источника питания Е на первичную обмотку выходного трансформатора 2.

Импульсы напряжения, возникающие во вторичной обмотке, через выпрямитель на диодах 3 и 4 и LC-фильтр поступают на выходные выводы 7 и 8 стабилизатора.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью цепи обратной связи. в которую входят компаратор 16, широтно-импульсный модулятор 17, гранзисторы 11 и 12 управления и трансформатор

9 управления. Компаратор 16 преобразует выходное напряжение стабилизатора в сигнал рассогласования относительно опорного напряжения (фиг.2,17). Этот сигнал. поступая на вход широтно-импульсного модулятора 17, преобразует его в последовательность импульсов. которые модулированы по ширине относительно опорной частоты пилообразного напряжения (фиг.2), вырабатываемого широтно-импульсным модулятором 17. При этом управление длительностью включенного состояния си loBoro транзистора, 1 осуществляется с помощью транзистора 12 управления, а формирование длительности выключающего импульса управления — с помогцью транзистора 11 управления.

Переключение тока в цепи базы силового транзистора 1 происходит в три этапа

На п,»рвом этапе транзистор 11 управлен..я о1кры !.,Inãíàëîì (фиг.2, 11) широтноимпульсно с модулятора 17, а транзистор

i2 управле ия .-акрыт игналом (фиг.2, 18)

Г 5-1 .:ип ера 10. В з ом случае в первичной обм к; трансформа1ор; о управления протекае1 гок; сточника вспомогательного напряжения Еэл через резистор 13. Этот ток тра.1сформируется во вторичную обмотку это о трансформатора и создает запирающее напряжение на б; зе силового транзистора 1. Величина этого напряжения определяется резистором 10. Включение силового транзистора 1 происходит в моменты вр мани. при которых пилообразное напряжение,фи:.2, 17) широтно-импульсного модулятор". 1! возрастает до величины выходного напряжения компаратора 16, которое опр- дсляет я величиной опорного напряжони . 0 1(1„ иг.2, 16) при этом с выхода а ц,;.ротн- импульсного модулятора 17 на ьхсд 5 RS-, риггера 18 поступает скачок наI! р я гк е н и я и о Ji о ж и T å, I ь н о и полярности (фиг.2, 17а). В результате того скачка наrlpF >; ени I на выходе R"-.-триггера 18 (фиг.2, 18) воз икэе. импульс положительной поляр: ос-,, о г орьн . обеспечивает включение тра.lBlncropB .2 управле .ия. Транзистор 11 управления выкл о аетс,-, им."ульсами на выходе Ь I. IlpUI lo импульсного модулятора

1 .. 1зм.. ени., состояний транзисторов 11 и

12 управпониi выз IBàB; в об;лотке транс<рорм 1ор 3 изменение полярности напря.кениь (фи 2 }. В pF. Bультате такого и реключен: IFI 1ап,. кмения силовой транзистор 1 пгреходит и выкл»зченного состояНИя В рЕХ:!»n FF,убйКОГО I. CI.- щЕНИя И В перви -гой об noTI.-,:-л;:, Ics; вел; иной напряжения источника и!.;1ания E.

Гадкое rocòояние н схеме длится до тех пор, IOF,» г;".",ообразнoe нанряже 1е (фиг.2, 17) B те"ение u . ратно о хода н-. чизится до напряжа - :-., а выходе кослпаратора 18. При таком сравчении напряжений в широтноимпульсном модуляторе 17 на его выходе b возникает пезепад напряжения положительной полярности (фиг,2, 17в), который вызывает ока с"-:ение транзистора 11 управления. Так кь,: транзистор 12 управления при эгом удерживается во включенном состоянии RS-триггером 18, то в обмотке рансформатора 9 чапряжение отсутствует.

Состоянис схемы, при котором оба транзистор; 11 и ".2 управления открь;ты, характеризует второй этап работы стабилизатора, 1а этом этапе за счет отсутствия напряжения ;а 1ерепаде база — эмиттер силового

1ранэнсторэ 1 происходят оассасывание не1669064 основных носи1елей заряда и разрядка емкости перехода через резистор 10, что приводит к выравниванию ))отенциала вдоль поверхности базы. После выхода силового транзистора 1 иэ режима глубокого насыщения напряжение на его переходе коллектор— эмиттер начинает возрастать и схема переходит в состояние третьего этапа работы.

До перехода схемы в состояние третьего этапа силовой транзистор 1 находится в состоянии глубокого насыщения, которое характеризуется тем, что потенциал коллектора ниже потенциала базы. При таком режиме коммутирующий диод 14 находится в состоянии проводимости, что вызывает протекание тока через датчик 15 тока. При этом на выходе усилительного элемента имеется сигнал логического нуля. При выходе силового транзистора 1 из режима глубокого насыщения потенциал коллектора становится положительн ым относительно потенциала базы, что приводит к запиранию коммутирующего диода 14 и прекращению протекания тока через датчик 15 тока. При этом на выходе усилительного элемента возникает скачок напряжения положительной полярности (фиг.1, 19), который действует на вход

R RS-триггера 18, Переключение RS-триггера 18 вызывает запирание транзистора 12 управления и силового транзистора 1. Запирание этих транзисторов осуществляется с временной задержкой р,с, обусловленной рассасыванием неосновных носителей в базе силового транзистора и раэряднои емкости перехода база — эмиттер.

После запирания силового транзистора

1 схема переходит в состояние третьего этапа ее работы, который является исходным

35 для повторения режима пеоеключени: . На этом этапе за счет вкл)о )енного сос) чяния транзистора ".1 управления к базе силово г гранзистора 1 приложено запира)ошее ))апряжение через трансформатор 9.

Формула иэобрете)) ия длектронныи ключ, содержащий всп могательный источник питания, силовой транзистор, коллектор и змиттер которого подключены к выходным выводам, два у)) равляющих транзистора, эмиттерами подключенных к общей шине управления, трансформатор управления, вторичнал oGмотка которого подключена к переходу база —. эмиттер силового транзистора, к кот 3ðoìу подключен та):же первый резистор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цель)о повышения

). здежнос cvl работы г) Te 1оптимизации траектории переключения силового транзистора, в него введен ы второй резистор, усилитель, датчик тока, ком)лутиру)ощий диод и RS-триггер, причем датчик тока своим первым выводом подключен к Gage сипово)о транзистора, а вторым выводом через 1 оммутирующий диод — к коллек) ору указанн,— го транзис гора, база первого управляющего транзистора подключена к первому управляющему выводу, база второго управля ощего транзистора одключенз к выходу

RS-триггера, R-вход которого через усили.тель связан с выходом датчика тока, a Sвход триггера подключен к второму управляющему выводу, коллекторы упрагляющих транзисторов подключень) к крайним выводам первичной обмотк ; трансформатора управления, средний a).вод которой через второй резистор подключен к вспомогательному источнику питания.

1669064

77,g

Составитель С,Коняхин

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор И,Горная

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

Заказ 2659 Тираж 5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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