Способ управления транзистором силового ключа

 

(Ж (1() СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

//

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4771504/07(22) 19,12.89 (46) 30,01.92, Бюл.М4 (71) Научно-производственное обьединение

"Центральное конструкторское бюро" (72) E.B.Mèòðoôàíîâ, А,К.Котельников и

В.В.Кондаков (53) 621.316.727 (088.8) (56) Ромаш Э.M. и др. Высокочастотные транзисторные преобразователи. M.: Радио и связь, 1988, с. 71- 85.

Там же, с.71 — 73, рис. 3.14. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ СИЛОВОГО КЛЮЧА

-(57) Изобретение о носится к электротехнике и может быть использовано при управлении силовыми транзисторами преобразователей. Цель изобретения — повышение КПД путем снижения статических Изобретение относится к электротехнике и может быть. использованопри управлении силовыми транзисторами преобразователей.

Известны способы управления мощны-. ми транзисторами, согласно которым управляющий сигнал подают в течение всей длительности рабочего импульса преобразователя и которые позволяют уменьшить потери мощности.

Известные способы позволяют повысить КПД преобразователя за счет снижения только .динамических потерь, эффективная борьба со статическими потерями в них не производится. потерь мощности. Эффект обусловлен дополнительными операциями, введенными в известный способ, в котором отпирающее и запирающее управляющее импульсное напряжение подают на переход база — эмиттер транзистора, Новым в способе является одновременное формирование основного импульсного напряжения с частотой, равной частоте силового ключа, и дополнительного импульсного напряжения с частотой, которая не менее, чем на порядок выше частоты основного импульсного напряжения, Далее суммируют указанные импульсные напряжения таким образом, что отпирающее управляющее напряженис получают при положительных полярностях, а запирающее управляющее напряжение — при противоположных и отрицательных полярностях основного и дополнительного импульсных напряжений. 2 ил.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления транзистором, который заключается в подаче на переход база — эмиттер отпирающего и запирающего управляющего импульсного напряжения.

Указанный способ позволяет заметно уменьшить только динамические потери, в то время как в силовых преобразователях, когда используются высоковольтные транзисторы, которые имеют значительное падение напряжения,на переходе коллектор-эмиттер в режиме насыщения, существенную долю от общих потерь начинают составлять статические потери, что. приводит к снижению КПД.

1709474

Целью изобретения является повышение КПД путем снижения статических потерь мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления транзистором силового ключа, заключающемся,в том, что отпирающее и запирающее управляющее . импульсное напряжение подают на переход база — эмиттер транзистора, формируют одновременно основное импульсное напряжение с частотой, равной рабочей частоте силового ключа, и дополнительное импульсное напряжение с частотой, которая не менее, чем на порядок выше. частоты основного импульсного напряжения, суммируют указанные импульсные напряжения таким образом, что отпирающее управляющее напряжение получают при положительных полярностях, а запирающее управляющее напряжение — при противоположных и отрицательных полярностях основного и дополнительного импульсных напряжений.

Иа фиг.1 изображена схема устройства управления транзистором силового ключа; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие его работу. устройство содержит источник.1 основного импульсно о напряжения, источник 2 дополнительного импульсного напряжения, элемент И-НЕ 3, первый и второй транзисторы 4 и 5, силовой транзистор 6 и нагрузку

7. устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при ПОсщплении на первый вход элементы И-НЕ 3 нулевого уровня-Оо основного сигйала рабочей частоты транзисторного ключа транзистор 4 открыт и к переходу база — эмиттер силового транзистора 6 приложено отрицательное . напряжение источника Е, и, следовательно, он закрыт. Непрерывно поступающие на второй вход дополнительные сигналы высокой частоты (фиг.2а) не оказывают влияния на состояние схемы. При поступлении на первый вход элемента И вЂ” НЕ 3 положительного уровня U1 основного сигнала (фиг.2б) дополнительные высокочастотные сигналы своим нулевым уровнем Uо оказывают на

I схему такой же эффект, что и сигналы нулевого уровня основной частоты, а при положительном уровне Uz высокочастотных сигналов транзистор 4 закрывается, откры5 вается транзистор 5 и на вход силового транзистора 6 поступают отпирающие сигналы от источника Е1, Форма управляющего напряжения приведена на фиг.2в. Частота дополнительного высокочастотного сигнала

10 (или длительность его нулевого уровня) должна выбираться такой, чтобы силовой транзистор 6 из-за присущего ему времени рассасывания основных носителей находился в открытом состоянии, пока сигнал

15 основной частоты имеет положительный уровень. Форма напряжения коллектор— эмиттер силового транзистора 6 в открытом состоянии приведена на фиг.2г.. Среднее значение напряжения коллектор — эмиттер

20 в открытом состоянии в.устройстве, работа которого основана на предлагаемом способе, на 30 . меньше уровня того же напряжения в известных транзисторных ключах.

Таким образом, при использовании

25 предлагаемого способа статические потери уменьшаются приблизительно на 30, т.е. возрастает КПД.

Формула изобретения

30 Способ управления транзистором силового ключа, заключающийся в том, что отпирающее и запирающее управляющее импульсное напряжение подают на переход база — эмиттер транзистора, о тл ич а ю35 шийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения статических потерь мощности, формируют одновременно основное импульсное напряжение с частотой, равной рабочей частоте силового ключа; и дополни40 тельное импульсное напряжение с частотой, которая не менее, чем на порядок выше частоты основного импульсного напряжения, суммируют указанные импульсные напряжения таким образом, что отпирающее

45 управляющее напряжение получают при положительных полярностях, а запирающее управляющее напряжение- при противоположных и отрицательных полярностях основного и дополнительного импульсных

50 напряжений.

:1709474

Редактор А.Лежнина, Заказ 434 Тираж: .. Под ис

В И офисное

Н ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4l5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 2 и о

У

Составитель Е.Мельникова

Техред М.Морге нтал Корректор. Т.Палий