Способ управления силовым транзистором

 

Изобретение относится к способам импульсного управления силовыми транзисторами и может быть использовано при импульсном преобразовании энергии Сущность изобретения при запирании силового транзистора задерживают нарастающий фронт коллекторного напряжения путем заряда конденсатора в момент отпирания силового транзистора формируют импульс напряжения, в течение которого замыкают вне силового транзистора цепь разряда конденсатора на обмотку дросселя, после чего накопленную в магнитном поле обмотки энергию передают в нагрузку. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4855740/21 (22) 31.07.90 (46) 23.07.92, Бюл. N. 27 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В, В. Болотов (56) Авторское свидетельство СССР

М 860312, кл. Н 03 К 17/60, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 12250008, кл. Н 03 К 17/60, 1984.

Ромаш Э, М, и др. Высокочастотные транзисторные преобразователи. M.: Радио и связь, 1988, с. 76, рис. 3.19в.

Изобретение относится к способам импульсного управления силовыми транэисторамл и может быть использовано при импульсном преобразователе энергии.

Известен способ управления силовым транзистором; при котором с целью повышения надежности задерживают нарастающий фронт коллекторного напряжения с помощью заряда конденсатора, а при включении силового транзистора накопленную энергию конденсатора рассеивают на резисторе.

Недостатком способа являются значительные потери, особенно в высоковольтных цепях, Кроме того, при разряде конденсатора дополнительно нагружается силовой транзистор в неблагоприятный момент времени с точки зрения увеличения динамических потерь.!

Ы„1750048 А1 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ

ТРАНЗИСТОРОМ (57) Изобретение относится к способам импульсного управления силовыми транзисторами и может быть исйользовано при импульсном преобразовании энергии. Сущность изобретения: при запирании силового транзистора задерживают нарастающий фронт коллекторного напряжения путем заряда конденсатора в момент отпирания силового транзистора формируют импульс напряжения, в течение которого замыкают вне силового транзистора цепь разряда конденсатора на обмотку дросселя, после чего накопленную в магнитном поле обмотки энергию передают в нагрузку. 1 ил.

Известен также способ, в котором при включении силового транзистора дополнительно задерживают нарастание коллекторного тока при разряде конденсатора нэ дополнительную обмотку трансформатора.

Недостатком способа являются увеличение потери, поскольку энергия конденсатора рассеивается на резисторе, Наиболее близким по технической сущности и достйгаемому результату является способ управления силовым транзистором, при запирании которого задерживают нарастающий фронт коллекторного напряжения путем заряда конденсатора.

Недостатком способа является то, что силовой транзистор дополнительно нагружается в открытом состоянии, что снижает его надежность, в том числе иэ-за дополнительных потерь. В этом случае энергию конденсатора рассеивают не в резисторе

1750048 (ртсутствует), а в самом транзисторе, учитывая, что дроссель при протекании тока нагрузки насыщается и оказывает меньшее сопротивление разряду конденсатора.

Цель изобретения — повышение надежности управления силовым транзистором.

Цель достигается тем, что согласно способу управления силовым транзистором, при запирэнии которого задерживают нарастающий фронт коллекторного напряжения путем заряда конденсатора; в момент отпирания силового транзистора дополнительно формируют импульс напряжения, в течение которого замыкают вне силового транзистора цепь разряда конденсатора на обмотку дросселя, после чего накопленную в магнитном поле обмотки энергию передают в нагрузку, Предлагаемое изобретение позволяет исключить дополнительное увеличение тока через силовой транзистор от разряда конденсатора и, таким образом, повысить надежность способа, С другой стороны, из цепи обмотки дросселя исключено протекание тока нагрузки, что предотвращает насыщение дросселя и снижение индуктивного . сопротивления, благодаря чему ток разряда конденсатора не увеличивается по этой причине (нэрастает с меньшей линейной скоростью), что также увеличивает надежность способа из-за сокращения потерь.

На чертеже представлена схема, поясняющая предло>кенный способ управления силовым транзистором.

Способ характеризуется следующими операциями.

При запирании силового транзистора задерживают нарастающий фронт коллекторного напряжения путем заряда конденсатора для снижения динамических потерь путем снижения коллекторного тока до нуля при отсутствии йапряжения.

В момент отпирания силового транзистора формируют импульс напряжения длительность о примерно 20 МКс.

B течение длительности этого импульса замыкают цепь разряда конденсатора (С=0,3 мкФ) через обмотку силового дросселя, но вне силового транзистора, и тем самым передают энергию иэ конденсатора в магнитное поле обмотки дросселя, По окончанию действия импульса в результате размыкания упомянутой цепи, увеличивают ЭДС самоиндукции обмотки дросселя сверх напряжения на нагрузке и тем самым энергию, накопленную в магнитном поле обмотки, передают в нагрузку, Длительность формируемого импульса ограничивают моментом времени, когда

15

20 отсутствует

40 грузке 8, В результате этого, диод 5 отпирается, а энергию магнитного поля обмотки дросселя, накопленную перед этим при разряде конденсатора 6, передают в нагрузку по цепи элементов: 7, 5, 8, 4, 7.

ЭДС (- -L — ) обмотки дросселя при лиdl

cl t нейной скорости нарастания тока через нее при разряде конденсатора и при размыкэнии этой цепи превышает напряжение на нагрузке.

Устройство, реализующее способ, выполнено в виде силового транзистора 1, относительно маломощного вспомогательного транзистора 2, формирователя 3 импульсов, диодов 4, 5, конденсатора 6, 06МоТки дросселя 7, Нагрузка 8 зашунтирована обратным быстродействующим диодом 9.

Последнее означает, что при отпирании силового транзистора обратный ток через диод 9 на время его восстановления запирающих свойств либо отсутствует, либо незначителен, поэтому дроссель в цепи коллектора силового транзистора не нужен и

Нарастающий фронт коллекторного напря>кения транзистора 1 при его запирании задерживают с помощью конденсатора 6, который заряжают через диод 4. В начале следующего периода в момент отпирания транзистора 1 формируют импульс напряжения с помощью формирователя 3 с последующим усилением импульса по мощности.

При этом на базу транзистора 2 должно быть подано отрицательное смещение через резистор или его эмиттерный переход должен быть зашунтирован резистором.

Этим импульсом отпирают транзистор 2 на время достижения током разряда конденсатора 6 через обмотку дросселя 7 такой величины при линейной скорости нарастания, что после окончания действия импульса и зэпирания транзистора 2, ЭДС обмотки дросселя превышала напряжение на наНадежность способа повышается эа счет того, что энергию конденсатора, накопленную при задержке нарастающего коллекторного напряжения, передают в нагрузку, не нагружая силовой транзистор.

Одновременно исключают протекание тока нагрузки через обмотку дросселя, тем самым при его незначительных габаритах не уменьшается его индуктивное сопротивление, которым ограничивают ток разряда конденсатора через вспомогательный относительно маломощный транзистор 2. Поэтому управление силовым транзистором осуществляют с меньшими потерями, что увеличивает его надежность при отсутствии рассеивающих энергию элементов.

1750048

Составитель В,Болотов

Редактор С.Патрушева Техред M.Moðãåíòàë Корректор Э;Лончакова

Заказ 2604 - Тираж . Подпи:ное

ЗНИИПИ Го ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгзрод, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ управления силовым транзистором., при запирании которого задерживают нарсстающий фронт коллекторного напряжения путем заряда конденсатора, а т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в момент отпирания силового транзистора дс полнит .льно формируют импульс напряжения, в течение которого замыкают вне силового транзистора цепь разряда конде. сатира йа обмотку дросселя, 5 после чего накопленную в магнитном поле обмотки дросселя энергию передают в нагрузку,