Силовой ключ на мдп-транзисторе


 


Владельцы патента RU 2524853:

Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" (RU)

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в различных коммутационных устройствах. Техническим результатом является повышение надежности. Силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор, резистор, диод и два транзистора p-n-р- и n-р-n-типа, эмиттер транзистора p-n-р подключен к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой соединен с истоком МДП-транзистора, и через резистор - с базой транзистора р-n-р, коллектор которого через диод в отпирающем направлении соединен с затвором МДП-транзистора, в трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, начало которой соединено с концом вторичной обмотки трансформатора, а конец дополнительной вторичной обмотки через дополнительно введенный резистор соединен с базой n-p-n- транзистора, переход коллектор - эмиттер которого подключен параллельно выводам затвор - исток МДП-транзистора. 1 ил.

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных коммутационных устройствах.

Известен силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий разделительный трансформатор, диод и два резистора (микросборки ВКУ8-3.01 КСНЛ.430104.001-01 ТУ, параметры которых приведены на листе 4, а структурная схема - на листе 51). Этот ключ имеет гальваническую развязку от цепей управления и однополярное управление МДП-транзистором, что обеспечивает этому ключу устойчивость к пробою подзатворного диэлектрика вдоль трека ядерной частицы (Иванов Н.А., Митин Е.В., Пашук В.В., Тверской М.Г. SEGR - эффект в МОП-транзисторах, облученных протонами. Радиационная стойкость электронных систем, "Стойкость - 2010", научно-технический сборник, выпуск 13, М., 2010, с.95-96).

Недостатком этого ключа является большое время выключения, т.к. разряд емкости затвор-исток МДП-транзистора происходит через высокоомный разрядный резистор.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является силовой ключ на МДП-транзисторе, содержщий трансформатор, резистор, диоды и два транзистора, эмиттеры и базы двух взаимодополняющих транзисторов соединены непосредственно, эмиттеры транзисторов подключены к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой подключен к истоку МДП-транзистора и через резистор к базам транзисторов, коллекторы которых через диоды в отпирающем направлении подключены к затвору МДП-транзистора (патент RU №2337473), который выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является двухполярное управление МДП-транзистором, что уменьшает его устойчивость к эффекту SEGR и приводит к понижению надежности.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор, резистор, диод и два транзистора p-n-р- и n-p-n-типа, эмиттер транзистора p-n-р подключен к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой соединен с истоком МДП-транзистора и через резистор - с базой транзистора p-n-р, коллектор которого через диод в отпирающем направлении соединен с затвором МДП-транзистора, в трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, начало которой соединено с концом вторичной обмотки трансформатора, а конец дополнительной вторичной обмотки через дополнительно введенный резистор соединен с базой n-p-n- транзистора, переход коллектор-эмиттер которого подключен параллельно выводам затвор-исток МДП-транзистора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема силового ключа на МДП-транзисторе (для упрощения чертежа на нем не показаны базо-эмиттерные резисторы транзисторов 4 и 5).

Силовой ключ на МДП-транзисторе содержит: трансформатор (1) с первичной обмоткой (2) и вторичной обмоткой (3); два транзистора (4) и (5) p-n-р- и n-p-n-типа; эмиттер транзистора (4) соединен с началом обмотки (3), а коллектор - через диод (6) в отпирающем направлении с затвором МДП-транзистора (7); конец обмотки (3) соединен непосредственно с истоком МДП-транзистора (7) и через резистор (8) с базой транзистора (4); начало дополнительной вторичной обмотки (9) соединено с концом обмотки (3); конец обмотки (9) через дополнительный резистор (10) соединен базой транзистора (5), переход коллектор-эмиттер которого подключен параллельно выводам затвор-исток МДП-транзистора(7).

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства на первичную обмотку (2) трансформатора (1) коротких положительных импульсов с большой скважностью на вторичной обмотке (3) также появляются короткие положительные импульсы с большой скважностью.

Положительный потенциал с начала вторичной обмотки (3) поступает на эмиттер транзистора (4), а отрицательный потенциал с конца вторичной обмотки (3) поступает на исток МДП-транзистора (7) и через резистор (8) на базу транзистора (4) типа p-n-р и он открывается, и положительный потенциал с начала вторичной обмотки (3) через открытый транзистор (4) и диод (6) поступает на затвор МДП-транзистора (7), отрицательный потенциал с конца вторичной обмотки (3) непосредственно поступает на исток МДП-транзистора (7), происходит быстрый заряд емкости затвор-исток МДП-транзистора (7), и он открывается.

В паузе между короткими положительными импульсами на вторичной обмотке (3) на конце дополнительной вторичной обмотки (9) присутствует небольшое положительное напряжение, но его величины недостаточно для открывания транзистора (5) по цепи эмиттер транзистора (5), обмотка (9), резистор (10), база транзистора (5), и он будет закрыт. Емкость затвор-исток МДП-транзистора (7) остается заряженной положительным напряжением, и, следовательно, он остается открытым.

При подаче на вход устройства на первичную обмотку (2) трансформатора (1) коротких отрицательных импульсов на конце дополнительной вторичной обмотки (9) появляются положительные импульсы, которые через резистор (10) будут открывать транзистор (5), и он разрядит емкость затвор-исток МДП-транзистора (7) до напряжения, близкого к нулю, и МДП-транзистор (7) закроется.

В предложенном устройстве сохранено быстродействие прототипа за счет активного шунтирования емкости затвор-исток МДП-транзистора (7) транзистором (5) и исключено отрицательное напряжение на затворе и, следовательно, повышена надежность при воздействии тяжелых заряженных частиц.

Опытный образец устройства был собран на трансформаторе ТИЛ2 В, резисторах R(8)=R(10)=470 Ом и Rб-э(4)=Rб-э(5)=240 Ом, МДП-транзисторе (7) 2П794А4, диоде (6) 2Д510А и транзисторах 2Т313А, 2Т3117А.

При управлении импульсами с амплитудой 7 В длительностью 10 мкс и периодом 112 мкс, время включения составило 0,5 мкс, выключения -0,1 мкс, при Uзи макс=6,5 В, Uзи мин=0,012 В.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.

Силовой ключ на МДП-транзисторе, содержащий трансформатор, резистор, диод и два транзистора p-n-р- и n-р-n-типа, эмиттер транзистора p-n-р подключен к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой соединен с истоком МДП-транзистора, и через резистор - с базой транзистора р-n-р, коллектор которого через диод в отпирающем направлении соединен с затвором МДП-транзистора, отличающийся тем, что в трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, начало которой соединено с концом вторичной обмотки трансформатора, а конец дополнительной вторичной обмотки через дополнительно введенный резистор соединен с базой n-р-n- транзистора, переход коллектор - эмиттер которого подключен параллельно выводам затвор - исток МДП-транзистора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в источниках питания с защитой от перегрузки по току без использования датчика тока, преимущественно в системах управления космических аппаратов.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в источниках питания с защитой от перегрузки по току без использования датчика тока, преимущественно в системах управления космических аппаратов.

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к интегральной электронной технике и может быть использовано в составе программируемых логических интегральных схем. .

Изобретение относится к устройствам коммутации и может быть использовано в микропроцессорных системах, где требуется быстрая параллельная передача информации между цифровыми устройствами.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электронных ключах на основе полевых транзисторов и биполярных транзисторов с изолированным затвором.

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к средствам защиты от несанкционированного доступа к информации, и может быть использовано для обработки и преобразования информации в узлах коммутации данных.

Изобретение относится к области импульсной техники, а конкретнее к ключевым элементам, и может быть использовано в вычислительной технике. .

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к коммутационным устройствам, и касается двухпозиционных двустабильных реле. .

Изобретение относится к силовой электронике. Технический результат заключается в упрощении схемы резервирования системы силовой электроники при сохранении ее надежности. Для этого предложена система силовой электроники, содержащая набор одинаковых полупроводниковых переключающих устройств, соединенных последовательно для обеспечения высоконадежного переключения, причем каждое полупроводниковое коммутационное устройство выполнено с возможностью приведения в действие посредством соответствующего блока драйвера ключа, содержащего встроенный в него логический блок, и набор одинаковых блоков контроллеров, при этом каждый логический блок выполнен с возможностью обеспечения соответствующего управляющего сигнала полупроводникового коммутационного устройства при получении выходных сигналов от блоков контроллеров, причем каждый выходной сигнал соответствует одному блоку драйвера ключа и соответствующему логическому блоку и связан с соответствующим встроенным логическим блоком и блоком драйвера ключа, так что управление соответствующим полупроводниковым переключающим устройством выполняется в результате логической обработки сигналов указанного набора блоков контроллеров независимо от возникновения отказа в любом одном или более блоков контроллеров при условии, что по меньшей мере минимальное количество блоков контроллеров остается в рабочем состоянии. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системам автоматического управления и контроля. Техническим результатом является обеспечение возможности выявления дефектов элементов в многопозиционном релейном коммутаторе до нарушения его функционирования путем контроля за временем переключения исполнительного реле. Устройство непрерывного контроля многопозиционного релейного коммутатора содержит контрольную контактную замыкающую группу исполнительных реле коммутатора, расширитель длительности импульса, элементы 2И-НЕ и И-НЕ, триггер фиксации дефектных элементов, резистивный делитель напряжения. Выход триггера запоминания команды управления, через контрольную контактную группу реле, и делитель напряжения подключены к элементу И-НЕ так, чтобы независимо от состояния триггера при правильном функционировании реле и усилителя на входе элемента И-НЕ находилась логическая единица. При изменении состояния коммутатора логический ноль на выходе расширителя длительности импульса блокирует запись в триггер фиксации дефекта. Превышение времени переключения исполнительного реле длительности расширенного импульса приведет к срабатыванию триггера фиксации дефектных элементов в нормально функционирующем многопозиционном релейном коммутаторе. 1 ил.

Изобретение относится к электронным устройствам автоматики. Технический результат заключается в повышении надежности и помехоустойчивости. Устройство содержит: три входа, первый из которых через параллельно соединенные первую и вторую обмотки реле подключен к источнику питания, второй вход через обмотку третьего реле подключен к источнику питания, третий вход также через обмотку четвертого реле подключен к источнику питания, три выхода, которые через контакты электромагнитных реле подключены к источнику питания, в отличие от прототипа, в нем первый выход через нормально открытые первые контакты первого и третьего реле подключены к источнику питания, первый выход через нормально открытый первый контакт четвертого реле подключен ко второму выходу, а также через второй контакт третьего реле подключен к третьему выходу, третий выход через нормально открытый второй контакт первого реле и второй контакт четвертого реле подключен к источнику питания, второй выход через нормально открытый первый контакт второго реле подключен к третьему выходу, при этом средняя точка последовательно соединенных нормально открытых первых контактов первого и третьего реле подключена к нормально закрытому второму контакту первого реле. 1 ил.

Изобретение относится к области коммутационных сред для вычислительных систем и может быть использовано как составная часть высокоскоростного последовательного мультиканального приемопередатчика. Технический результат заключается в уменьшении потребляемой мощности передатчика. Передатчик со следящей обратной связью содержит тактовый генератор, связанный с фазовой автоподстройкой частоты, мультиплексор, связанный с контроллером, сдвиговый регистр, регулятор импульсной характеристики, декодер регулятора импульсной характеристики, выходной буфер, источник стабильного тока, основной цифроаналоговый преобразователь, при этом снабжен дополнительным цифроаналоговым преобразователем и декодером дополнительного цифроаналогового преобразователя, связанным с приемником, для обеспечения контроля минимально допустимого размаха дифференциального напряжения выходного сигнала передатчика от текущей глубины коррекции межсимвольной интерференции приемника. 1 ил.

Изобретение относится к реверсивным полупроводниковым коммутаторам, работающим на индуктивную нагрузку. Технический результат заключается в повышении надежности устройства и уменьшении расхода электрической энергии. Устройство содержит четыре ключа, источник постоянного напряжения и индуктивную нагрузку. В качестве первого и третьего ключей использованы тиристоры, второго и четвертого ключей - транзисторы. Катод каждого из тиристоров соединен с анодом соответствующего диода и анод соединен с катодом соответствующего диода. Второй вывод первого ключа и первый вывод второго ключа объединены и соединены с первым выводом нагрузки. Второй вывод третьего ключа и первый вывод четвертого ключа объединены и соединены со вторым выводом нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразования и распределения электроэнергии. Технический результат заключается в повышении надежности резервирования в системах бесперебойного питания с параллельной работой за счет сокращения до нуля времени резервирования. Технический результат достигается за счет коммутирующих устройств между выходами источников переменного тока и общей нагрузкой, содержащих тиристорный ключ для отрицательного напряжения, тиристорный ключ для положительного напряжения и схему управления, состоящую из усилителя сигнала управления и двух формирователей сигнала управления тиристорными ключами для положительного и отрицательного напряжения, логическую схему "Исключающее ИЛИ", инвертор сигнала, усилитель сигнала управления, причем усилитель сигнала управления выполнен из компаратора входного напряжения и компаратора выходного напряжения. 5 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в коммутационных устройствах. Технический результат заключается в повышении надежности силового ключа. Силовой ключ на МДП-транзисторе содержит: трансформатор, вторичная обмотка которого зашунтирована двумя последовательно соединенными резисторами, начало вторичной обмотки трансформатора через диод в отпирающей полярности связано с затвором МДП-транзистора; транзистор n-ρ-n типа, коллектор которого соединен с затвором МДП-транзистора, эмиттер - с точкой соединения резисторов, а база - с концом вторичной обмотки трансформатора; исток МДП-транзистора соединен с точкой соединения резисторов и эмиттера транзистора, введен дополнительный диод, катод которого соединен с базой, а анод - с эмиттером транзистора. 1 ил.

Изобретение относится к коммутационной технике. Технический результат - обеспечение коммутации двунаправленных сигналов, повышение быстродействия и увеличение надежности. Для этого в реле, содержащем генератор импульсов, входы управления, введены блок защиты и стабилизации, блок гальванической развязки, цепь сброса, N коммутационных каналов, состоящих из пары двунаправленных коммутаторов, первого, второго и третьего выходов реле; причем входы блока защиты и стабилизации соединены с входами управления, а выход блока защиты и стабилизации - с входом генератора импульсов; выход генератора импульсов - с первым входом блока гальванической развязки, первый и второй выходы которого - с первыми входами каждого из двунаправленных коммутационных элементов, а третий выход - с первым входом цепи сброса, первый выход первого коммутационного элемента и второй выход второго коммутационного элемента - со вторым и третьим входами цепи сброса, второй выход первого коммутационного элемента соединен с первым выходом реле, третий выход первого коммутационного элемента соединен с первым выходом второго коммутационного элемента и третьим выходом реле, а третий выход второго коммутационного элемента соединен со вторым выходом реле. 3 ил.
Наверх