Транзисторный ключ

 

Использование: изобретение относится к преобразовательной технике и можетбыть использовано в транзисторных инверторах. Сущность изобретения: устройство содержит формирователь 1 базового тока, силовой транзистор 2, два диода 3 и 4. 1 ил.tH

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 17/60

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873248/21 (22) 11.10.90 (46) 07.12.92. Бюл, М 45 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро автоматизации тяжелого металлорежущего оборудования (72) Г. В, Рязановский и Я. В. Чупин (56) 1.Иванов-Цыганов А. И. и др. Источники вторичного электропитания приборов СВЧ, М„радио и связь, 1989, с. 102, рис, 4.35.

2. Ромаш Э. М, и др, Высокочастотный транзисторные преобразователи, М.: Радио и связь, 1988, с.72, рис. 3.14.

„, Я,, 1780177 А1 (54) ТРАНЗИСТОРНЫИ КЛЮЧ (57) Использование: изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в транзисторных инверторах.

Сущность изобретения: устройство содержит формирователь 1 базового тока, силовой транзистор 2, два диода 3 и 4. 1 ил, 1780177

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в транзисторных инверторах, Известен транзисторный ключ, содержащий формирователь базового тока, силовой и дополнительный транзисторы, Формирователь подключен первым выводом к базе силового транзистора, а вторым выводом к базе дополнительного транзистора. Коллектор дополнительного транзистора соединен с эмиттером силового транзистора, а эмиттер дополнительного транзистора подключен к третьему выводу формирователя базового тока. Коллектор силового транзистора и эмиттер дополнительного транзистора служат для подклк1чения нагрузки (1).

Недостатками известного ключа являются повышенные потери за счет наличия дополнительного транзистора и усло>кнение формирователя базового тока, что повышает стоимость транзисторного ключа.

Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный ключ, содержащий формирователь базового тока и силовой транзистор. Первый выход формирователя подключен к базе силового транзистора, а второй выход — к эмиттеру силового транзистора. При этом коллектор и эмиттер силового транзистора служат для подкл1очения к нагрузке. Формирователь базового тока обеспечивает в базе силового транзистора отпирающий (втекающий) и запирающий (вытекающий)ток путем приложения к базоэмиттерному переходу силового транзистора положительного и отрицательного н а п ряже н ий (2).

Недостатком известного транзистсрного ключа является то, что в процессе выключения силового транзис;Ора по база-эмиттерному переходу протекает выключающий (рассасывающий) ток базы, 1то обуславливает неравномерное распределение коллекторного тока в структуре транзистора при выключении, "фокусиру ощее действие базового тока" и в сво:О очередь провоцирует вторичный пробой силового транзистора при выключении. Это сужае область безопасной работы силового транзистора и понижает мощность транзисторного ключа.

Цель изобретения — повышение мощчости транзисторного ключа.

Поставленная цель достигается тем, что в известный транзисторный клгоч, содержащий формирователь базового тока и силовой транзистор, к базе которого подключен первый вывод формирователя базового тока, введены два диода, при этом первый диод подключен анодом к эмиттеру силово5

10 15

55 го транзистора, а второй диод соединен катодом с коллектором силового транзистора, катод первого диода соединен с анодом второго диода и подключен к второму выводу формирователя базового тока, притом коллектор силового транзистора и объединенные, катод первого диода и анод второго диода являются силовыми выводами транзисторного ключа, причем соотношение между параметрами формирователя базового тока и силового транзистора характеРИЗУ1ОТСЯ ЗаВИСИМОСтЬЮ б>)к.макс ГДЕ I б (-) (-) величина запирающего тока формирователя базового тока; )к.макс величина максимального тока коллектора силового транзистора, На чертеже представлена схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит формирователь 1 базового тока, силовой,транзистор 2, первый диод 3 и второй диод 4. К базе 5 силового транзистора 2 подключен первый вывод формирователя 1 базового тока, анод 6 первого диода 3 подключен к эмиттеру 7 силового транзистора 2, катод 8 второго диода 4 соединен с коллектором 9 силового транзистора 2, катод 10 первого диода 3 соединен с анодом 11 второго диода

4 и подключен к второму выводу II формирователя 1 базового тока.

Коллектор 9 силового транзистора 2 и

Обьедине 1ные катод 10 первого диода 3 и анод 11 второго диода 4 являются силовыми выводами транзисторного кл1оча и предназначены для подкл1очения к нагрузке (не поI 832 I I 3).

Формирователь 1 базового тока может

G I I I I выполнен и О 113 B 8 c T H bl M с х м а м f1 P 11

УСЛОВИИ ОЬЕСПЕ-IBII11q ЗаВИСИМОСтИ б> !к макс

-) (21

В качестве силового транзистора 2 может быпгь применен, например, транзистор

КТ839А, ". rà÷естве первого диода 3, напри"8p, КД2999А или другой высококачественный диод с малым временем и током восстановления, в качестве второго диода 4 может быть применен высокочастотный диод с ооратным напряжением, согласованныM с напряжениеM исполь3уемого силового транзистора 2, в данном случае, например, КД2 IOÁ или аналогичный, Транзисторный ключ работает следующим образом, В исходном состоянии формирователь базового тока (ФБТ) 1 формирует отпираю+ щий ток базы i )б, втекающий в базу 5 силового транзистора (СТ)2 и протекающий по цепи: первый вывод ФБТ 1 — база 5 CT2— змиттер ? СТ2 — диод 3 — второй вывод II

ФБ1 1. Силовой транзистор СТ 2, включен и

1780177

Составитель О.Музыченко

Техред M.Ìoðãåí Tàë Корректор Т.Палий

Редактор И.Савина

Заказ 4441 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета поизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 в нем протекает ток нагрузки IH по цепи: нагрузка — коллектор 9 СТ2 — эмиттер 7 СТ2 — диод 3 и далее в нагрузку. Диод 4 закрыт.

СТ2 находится в определенной степени насыщения.

Процесс выключения протекает следующим образом.

Формирователь 1 базового тока формирует запирающий ток I 6, причем его величина больше тока нагрузки !н, Т.K. !н< I кмакс где !. >Kc — величина максимального тока коллектора СТ2, à i 6>i кмакс,Согласно 1 закону Киргоффа первый диод 3 закрывается, ток в нем, а следовательно, и в эмиттере 7

СТ2 равен нулю. Коллектор — базовый переход СТ2 насыщен и находится. в проводящем состоянии. Второй диод 4 открыт и по нему протекает ток i„, равный разности и тока нагрузки IH, при этом в коллектор 9

СТ2 протекает ток !к i e. Ток протекает по ; нагрузка — коллектор 9 СТ2 — база

5 СТ2 — вывод i ФБТ1, вывод II ФБТ1, далее в нагрузку, Восстанавливающий, выключающий ток !"6 протекает по коллектор — базовой структуре транзистора в течение времени рассасывания, которое определяется избыточным зарядом и величиной тока

i в и может быть существенно сокращено за счет формирования I ь.

Это представляется возможным за счет введения второго диода, который позволяет увеличить I o за счет увеличения !д по отношению к току нагрузки IH на значительную величину. При этом время рассасывания не зависит от величины тока нагрузки Ip и определяется только возможностями ФБТ1 формировать требуемую величину Р, При увеличении !! 6 время выключения СТ2 уменьшается и не зависит от !>, Это повышает быстродействие транзисторного ключа.

По мере восстановления коллектор — базового перехода СТ2 и роста на нем напряжения второй диод 4 выключается (!д=-О) запирающий ток I б ФБТ1 уменьшается до (величины (!к=! ) и далее до нуля вместе с током нагрузки. СТ2 выключен. ток нагрузки ! равен нулю.

В течении всего процесса рассасывания и собственно выключения СТ2 ток в эмиттере 7 СТ2 отсутствовал, что обуславливает отсутствие в процессе выключения и рассасывания вторичного пробоя силового транзистора СТ2. за счет устранения концентрации тока в эмиттере и фокусирующего действия эмиттер — базового тока.

При этом область безопасной работы силового транзистора расширяется практически до своих предельно возможных границ: по

ToKy po I».макс и напряжению до UK6o. Это в свою очередь существенно повышает мощность транзисторного ключа.

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий формирователь базового тока и силовой транзистор, к базе которого подключен первый вывод формирователя базового тока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения мощности, введены два диода, первый диод подключен анодом к эмиттеру силового транзистора, а второй диод соединен катодом с коллектором силового транзистора, катод первого диода соединен с анодом второго диода и подключен к второму выводу формирователя базового тока, коллектор силового транзистора и обьединенные катод первого диода и анод второго диода являются силовыми выводами устройства, причем соотношение между параметрами формирователя базового тока и силового транзистора характеризуется зависимостью 6>4.уд, где I 6 — величина запира(ющего тока формирователя базового тока, к.макс — величина максимального тока коллектора силового транзистора.