Магнитно-транзисторный ключ постоянного тока
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Цель изобретения - повышение коэффициента усиления по мощности при сохранении потерь в транзисторах . Магнитно-транзисторный ключ постоянного тока содержит силовые транзисторы 1. 2, токовый трансформатор 5 с первичной, обмоткой 4 и вторичной обмоткой 7, вспомогательный транзистор 8, дополнительную обмотку 9 токового трансформатора 5, дополнительные транзисторы 10,11,источник управляющего сигнала 13. Введение двух дополнительных транзисторов 10, 11 и вторичной обмотки 9 токового трансформатора 5 позволяет при сохранении потерь в силовых транзисторах 1, 2 потреблять значительно меньшую мощность управления. 1 ил.
(!9) (! !) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕН.!ЫЙ КОМИТЕТ
flO È3OÁÐÅTEHÈßÌ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4ц л. (61) 746931 (21) 4766258/21 (22) 08.12.89 (46) 30,07.92. Бюл. М 28 (71) Агрегатное конструкторское бюро
"Якорь" (72) Б.Л.Уан-Зо-Ли (56) Авторское свидетельство СССР
th 746931, кл, Н 03 К 17/60, 1973, (54) МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ
ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Цель изобретения — повышение коэффициента усиления по мощ(я>в Н 03 К 17/00
70 9ß ности при сохранении потерь в транзисторах. Магнитно-транзисторный ключ постоянного тока содержит силовые транзисторы
1, 2, токовый трансформатор 5 с первичной, обмоткой 4 и вторичной обмоткой 7, вспомогательный транзистор 8, дополнительную обмотку 9 токового трансформатора 5, дополнительные транзисторы 10, 11, источник управляющего сигнала 13. Введение двух дополнительных транзисторов 10, 11 и вторичной обмотки 9 токового трансформатора
5 позволяет при сохранении потерь в силовых транзисторах 1, 2 потреблять значительно меньшую мощность управления.
1 ил.
1751847
Изобретение относится к электротехнике, в частности к магнитно-транзисторным ключам, и может быть использовано при построении статических преобразователей на базе ключевых усилителей мощности.
Цель изобретения — повышение коэффициента усиленйя по мощности при сохранении пбтерь в транзисторах, На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного магнитно-транзисторного ключа постоянного тока.
Приняты следующие обозначения; U»T— напряжение источника питания, ZH — нагрузка ключа; Uynp — источник управляющего напряжения; Rprp of ðàíè÷èâàâùèé резистор цепи управления ключа, Устройство содержит силовые транзисторы 1, 2, коллекторы которых подключены к положительной шине источника питания
3, а эмиттеры соединены первичной обмоткой 4 токового трансформатора 5. Первич. ная обмотка 4 выполнена со средним выводом, который подключен к нагрузке б, второй конец которой подключен к отрицательной шине источника питания 3. Вторичная обмотка 7 токового трансформатора
5 включена между базами силовых транзисторов 1, 2, а средний вывод этой обмотки подключен к эмиттеру вспомогательного транзистора 8. Коллектор транзистора 8 подключен к коллекторам силовых транзисторов 1, 2, а база к среднему выводу дополнительной вторичной обмотки 9 токового трансформатора 5. Выводы обмотки 9 подключены к змиттерам дополнительных транзистороа 10, 11; коллекторы которых подключены к коллекторам силовых транзисторов t, 2, а базы подключены через. ограничивающий резистор 12 к источнику
13 управляющего сигнала, второй вывод которого подключен к среднему выводу допол-. нительной вторичной обмотки 9.
Магнитно-транзисторный ключ работает следующим образом.
При поступлении отпирающего сигнала от источника 13 через резистор 12 на вход дополнительных транзисторов 10, 11 открываются вспомогательный транзистор 8 и силовые транзисторы 1, 2, причем, например, из-за технологического разброса напряжений входов силовых транзисторов 1, 2 базовый ток первого из них будет больше, то в левой части первичной обмотки 4, подключенной к транзистору 1, ток также будет большей величины, Напряжение на левой половине обмотки 7 будет способствовать отпиранию силового транзистора 1, а напряжение на всей обмотке 7 приведет к эапиранию силового транзистора 2.
45 силовых и вспомогательных транзисторов
5
Из дополнительных транзисторов 10, 11 откроется транзистор 10, а транзистор 11 будет заперт напряжением на обмотке 9 (полярность всех напряжений в этот момент времени указан на чертеже).
Прямое падение напряжения всего ключа будет равно падению напряжения..U„> насыщенных силовых транзисторов 1 или 2, так как падение напряжения Ue> транзисторов 1 и 8 силового и вспомогательного будет компенсировано положительным смещением-напряжением на гевых половинах обмоток 7 и 9.
После намагничивания сердечника токового трансформатора 5 базовый ток силового транзистора 1 уменьшается, Когда заканчивается процесс рассасывания неосновных носителей, ток нагрузки уменьшается, что приводит к появлению
ЭДС-самоиндукции на обмотках 4 и 7 токового трансформатора 5. ЭДС-самоиндукции отпирает =иловой транзистор 2 и дополнительный транзистор 11 и запирает силовой транзистор 1 и дополнительный транзистор 10.
Дальнейшая работа схемы аналогична вышеописан ной.
Необходимо заметить, что переключение силовых транзисторов 1,2 носит лавинообразный характер и поэтому изменения тока нагрузки в процессе переключения изэа увеличения напряжения U<> черезвычайно малы.
Коэффициент усиления по мощности предлагаемого ключа выше, чем в прототипе по крайней мере в Ь21э + 1, где h 21э— коэффициент усиления по току дополнительных транзисторог., причем достигается это новое качество всего лишь введением . двух маломощных дополнительных транэиCTOPOB, Прямое падение напряжения ключа принципиально не увеличивается, так как обеспечивается положительное смещение
Реально коэффициент усиления по мощности еще выше, так как напряжение источника управляющего сигнала в данном случае можно брать меньшей величины, так как в предложенном ключе падение напряжения 0ъ соответствующего дополнительного транзистора 10 (или 11) компенсируется напряжением на соответствующей половине обмотки 9 — таким образом реально входное напряжение предлагаемого ключа практически равно нулю.
Токовый трансформатор 5, с помощью которого обеспечивается положительное смещение транзисторов, имеет малые массу и габариты, вследствие высокой частоты пе1751847 ние токового трансформатора 5 на двух сердечниках, Составитель Л. Багян
Техред M,Ìîðãåíòàë
Корректор М, Шароши
Редактор M. Товтин
Заказ 2697 Тираж 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 реключения силовых транзисторов 1,2 при переключении транзисторов практически в ключе не создаются дополнительные поте- ри, поэтому частота работы токового трансформатора выбирается порядка нескольких сотен килогерц и выше, Выключение предлагаемого ключа принципиально не отличается от выключения обычного составного транзистора.
Для исключения повышенных токов утечки в закрытом состоянии ключа достаточно зашунтировать Б-Э переходы транзисторов резисторами или от источника 13 управляющего сигнала подать слабый эапйрающий сигнал.
В предложенном ключе возможно также использование транзисторов разного типа проводимости и совмещение дополнительной вторичной обмотки 9 с вторичной обмоткой 7. Кроме того, возможно выполнеФормула изобретения
5 Магнитно-транзисторный ключ постоянного тока по авт.св. ЛЬ 746931, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления по мощности при сохранении потерь в транзисторах, введе10 ны два дополнительных транзистора и дополнительная вторичная обмотка токового трансформатора со средним выводом, причем коллекторы дополнительных транзисторов соединены с коллектором вспомо15 гательного транзистора, базы — с другим управляющим выводом, эмиттеры — с соответствующими выводами дополнительной вторичной обмотки токового трансформатора, средний вывод которой подключен к ба20 эе вспомогательного транзистора.
