Устройство управления транзисторным ключом

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах силовой коммутации. Цель - расширение области применения путем улучшения динамических характеристик. Устр-во содержит силовой транзистор 1, в цепь силового тока которого включены первичные обмотки первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого 5 трансформаторов тока, вторичные обмотки которых 6 - 9 связаны через мостовые выпрямители 15, 14 с базой силового транзистора. Управление силовым транзистором 1 осуществляется от блока 22 управления через отпирающий 18 и запирающий 19 транзисторы. Причем отпирающий ток формируется с помощью трансформаторов тока 2 - 5, а запирающий с помощью источника 23 запирающего напряжения. Конденсатор 26 предназначен для форсирования процессов отпирания и запирания силового транзистора 1 и компенсации индуктивной составляющей вторичных цепей трансформаторов 2 - 5 тока. 1 ил.

COIO3 СОБЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 02 М 1/08, 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4646775/07 (22) 06,02,89 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (71) Херсонский индустриальный институт (72) Г.В.Аранчий, А.Н,Войцеховский и

В.Д.Кийко (53) 621.314.058 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hl 610270, кл. Н 02 M 7/537, 1978.

Высокоэффективные источники и системы вторичного электропитания P3A. M.:

1989, с. 101 — 108, рис. 2.

Авторское свидетельство СССР

М 760445, кл, Н 03 К 17/60, 1976. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ КЛЮЧОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах силовой коммутации. Цель — расширение

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах силовой коммутации систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Цель — расширение области применения полупроводникового ключа путем улучшения динамических характеристик.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена электрическая схема устройства управления транзисторным ключом, Устройство управления транзисторным ключом содержит силовой транзистор 1, в цепь силового тока которого включены соединенные согласно последовательно первичные обмотки первого 2, второго 3.

„„Я.1 „„1674329 А1 области применения путем улучшения динамических характеристик. Устр-во содержит силовой транзистор 1. в цепь силового тока которого включены первичные обмотки первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого 5 трансформаторов тока, вторичные обмотки которых 6-9, связаны через мостовые выпрямители 15, 14 с базой силового транзистора. Управление силовым транзистором 1 осуществляется от блока 22 управления через отпирающий 18 и запирающий 19 трэнзисторы. П ричем отпирающий ток формируется с помощью трансформаторов тока 2 — 5, а запирающий — с помощью источ-. ника 23 запирающего напряжения, Конденсатор 26 предназначен для формирования процессов отпирания и запирания силового транзистора 1 и компенсации индуктивной составляющей вторичных цепей трансформаторов 2-5 тока. 1 ил. третьего 4 и четвертого 5 трансформаторов тока, вторичные обмотки которых б — 9 соединены попарно встречно-последовательно и подключены к вторичным обмоткам 10, 11 первого 12 и второго 13 разделительных трансформаторов соответственно через первый 14 и второй 15 мостовые выпрямители. Первичные обмотки разделительных . трансформаторов 12, 13 присоединены к выходам первого 16 и второго 17 генераторов переменного напряжения. Отпирающий

18 и запирающий 19 транзисторы, шунтированные первым и вторым обратными диодами 20, 21. базы которых подключены к выходу блока 22 управления, а также источник 23 запирающего напряжения, диод 24, первый резистор 25, форсирующий конден1674329 сатор 26 и последовательная цепь из четвертого диода 27 и второго резистора 28.

Устройство работает следующим образом.

Генераторы 16 и 17 переменного напряжения вырабатывают два переменных напряжения высокой частоты прямоугольной формы, сдвинутых по фазе друг относительно друга на четверть периода. Эти напряжения через разделительные трансформаторы

12 и 13 поступают в цепи вторичных обмоток 6-9 трансформаторов 2 — 5 тока. Положим, в данный момент времени силовой транзистор 1 закрыт и форсирующий конденсатор 26 заряжен до напряжения источника 23 с полярностью, указанной на чертеже, При этом мостовые выпрямители

14 и 15 заперты напряжением конденсатора

26, превышающем двойное напряжение вторичной обмотки трансформаторов 12, 13.

При необходимости открыть силовой транзистор 1 блок 22 управления переключает быстродействующие транзисторы 18 и

19, запирая транзистор 19 и открывая транзистор 18. Конденсатор 26 разряжается по

- малоомной цепи через транзистор 18, форсируя открывание силового транзистора 1.

Одновременно открываются мостовые выпрямители 14, 15 и в баэоэмиттерной цепи транзистора 1 начинает нарастать управляющий ток, пропорциональный току в силовой коллекторной цепи транзистора 1.

Базовый ток устанавливается к моменту окончания разряда конденсатора 26 и таким образом устраняется влияние индуктивностей рассеяния трансформаторов тока 2 — 5 на процесс включения силового транзистора 1.

Для запирания силового транзистора 1 блок 22 управления переключает транзисторы 18 и 19 в обратном направлении, т.е. открывает транзистор 19 и закрывает транзистор 18. При этом через источник 23, транзистор 19,первый диод 24 и конденсатор 26 создается значительный импульс обратного тока, способствующий быстрому рассасыванию носителей заряда в базе запираемого силового транзистора 1. Энергия, запасенная в индуктивностях его базоэмиттерной цепи, переходит в конденсатор 26, заряжая последний. С другой стороны, идет заряд конденсатора от источника 23 сначала обратным током базы транзистора 1, а затем через диод 27 и резистор 28, Первый диод 24 предотвращает разряд конденсатора 26 через базоэмиттерный переход транзистора 1 в прямом направлении, если напряжение на конденсаторе 26 превысит напряжение источника 23, Обратные диоды мостовой выпрямитель с вторичной обмот55 кой второго согласующего трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу второго генератора переменного напряжения, при этом источник запирающего напряжения включен через третий диод между змиттером силового транзистора и

20 и 21 предназначены для снятия коммутационных перенапряжений с управляющих транзисторов 18 и 19 соответственно. Резистор 25 обеспечивает начальный заряд конденсатора 26 от источника 23 перед включением устройства в работу.

Таким образом, в предлагаемом устройстве использован токовый принцип формирования базового тока силового транзистора 1, позволяющий повысить КПД транзисторного ключа. Сердечники разделительных трансформаторов работают на симметричной петле гистерезиса, что существенно уменьшает их габариты и потери энергии. За счет фазового сдвига между напряжениями питания трансформаторов тока на четверть периода в кривой управляющего импульса исключаются какие бы то ни было провалы при отсутствии сглаживающих элементов в базоэмиттерной цепи силового транзистора, что улучшает динамические характеристики транзисторного ключа.

Формула изобретения

Устройство управления транзисторным ключом, содержащее силовой транзистор, в цепь силового тока которого включены первичные обмотки первого и второго трансформаторов тока, вторичные обмотки которых, включенные последовательновстречно, соединены через первый мостовой выпрямитель с вторичной обмоткой первого согласующего трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к выходу первого генератора переменного напряжения, отпирающий и запирающий транзисторы, змиттеры которых объединены, а управляющие переходы подключены к выходу блока управления, первый и второй обратные диоды, первый и второй резисторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения полупроводникового ключа, путем улучшения динамических характеристик введены третий и четвертый диоды, конденсатор, источник запирающего напряжения, вторые генератор переменного напряжения, согласующий трансформатор и мостовой выпрямитель, а также третий и четвертый трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в цепь силового тока силового транзистора, а вторичные обмотки, соединенные встречнопоследовательно, соединены через второй 1674329

Составитель В.Ежов

Редактор lE.Зубиетова Техред М.Моргентал Корректор M,Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 2933 Тираж 380 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 коллектором запирающего транзистора, шунтированного первым обратным диодом и первым резистором, эмиттер которого соединен через включенные согласно-последовательно диагонали постоянного тока 5

Aepsoro и второго мостового выпрямителей с базой силового транзистора, базоэмиттерный переход которого шунтирован последовательной цепью иэ четвертого диода и второго резистора, а эмиттер подключен к коллектору отпирающего транзистора, шунтированного вторым обратным диодом, эмиттер которого соединен через конденсатор с базой силового транзистора,