Ключ

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено20..12.77 (21) 2556634/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.79рюллетень № g

Дата опубликования описания 08.03.79 (51) М. Кл

Н 03 К 17/60

Государственный квинтет

СССР оо делам изооретеннй н открытий (53) УДК 621.374 (088. 8) (72) Автор изобретения

Б. А. Глебов (71) Заявитель

- I (54) КЛЮЧ

Изобретение относится к импульсной тех- нике, может быть использовано в импульсных системах регулирования и управления.

Известен ключ, содержащий трансформатор тока, у которого первичные абмотки вк,:почены последовательно с коллекторноэмиттерными цепями силовых транзисторбв, а вторичные — последовательно с коллекторно-эмиттерными цепями управляющих транзисторов и базо-эмиттерными переходами силовых (! ). |О

У этого устройства значительны коммутационные потери мощности.

Известен ключ, содержащий трансформатор тока, у которого двухсекционная первичная обмотка крайними выводами подключена к коллекторам двух силовых тран15 зисторов и средним выводом — к нагрузке, i вторичная обмотка включена между базами силовых транзисторов, базо-эмиттерные переходы которых шунтированы диодами, и блок управления (2).

Недостаток данного ключа состоит в значительной мощности сигнала управления и в потерях мощности, так как блок управления для обеспечения запирания ключа должен сформировать импульс отрицательного (запирающего) тока, превышающий базовый ток открытого в данный момент силового транзистора.

Цель изобретения — уменьшение мощности управляющего сигнала и потерь моц(ности.

Эта цель достигается тем, что в ключе, содержащем трансформатор тока, у которого двухсекционная обмотка крайними выводами подключена к коллекторам двух силовых транзисторов, а средним выводом — к нагрузке, база первого силового транзистора соединена с первым выводом основной вторичной обмотки, второй вывод которой черед диод соединен с эмиттерамн силовыx транзисторов, и цепи запирающего смещения, введены три дополнительные вторичные обмотки и коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттерами силовых транзисторов, причем первый вывод перВ0Н дополнительной вторичной обмотки сос динен с базой первого силового транзистора, первые выводы второй и третьей дополнительных вторичных обмоток соединены с базой второго силового транзистора, второй вывод второй дополнительной вторичной обмотки через диод подключен к эмиттеру ком651481

- мс тируюгцего транзистора, коллектор кото " "" рого соедйнен со вторыми выводами всех вторичных обмоток через соответствующие диоды, а база подключена к источнику сигнала управления через токозадаюгций эле- 5 мент.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Ключ содержит два силовых транзистора

1 и 2. Их эмиттеры соединены с обгцеи ши1О ной 3, " коллекторы подключены к шине питания 4 через секции 5 и 6 первичной обмотки трансформатора тока 7 и через нагрузку 8. Один вывод нагрузки 8 соединен с шиной питания 4, ь другой — — с обшей точкой секций 5 и 6 первичной обмотки трансформатора тока.

Трансформатор тока содержит основную вторичную обмотку 9 и три дополнительных вторичных обмотки !О, 11 и !2.

Первые выводы вторичных обмоток 9 и 20

10 подключены к базе транзистора 1, первые выводы вторичных обмоток 11 и !2 —к базе транзистора 2.

Базо-эмиттерные переходы транзисторов

1 и 2,шунтированы диодами соответственно

13 и 14 и коллекторно-эмиттерными цепями транзисторов 15 и 16 цепи запира|ощего смещения.

Вторые выводы вторичных обмоток 9 и

11 подкл|очены к эмиттерам транзисторов и 2 соответственно через диоды 17 и 18.

Кроме того, вторые выводы обмоток 9 — -12 подключены через диоды соответственно 1922 к коЛлектору коммутирующего транзистора 23. Эмиттер этого транзистора соединен с эмиттерами транзисторов 1 и 2, а база подключена к источнику сигнала уп- 55 равления 24 через токозадающий элемент, например, резистор 25.

Второй вывод обмотки 9 подключен к общей точке секций 5 и 6 первичной обмотки через резистор 26.

Базы транзисторов 15 и 16 цепи запираюгцего смещения подключены к источнику сигнала управления 24 через резисторы 27 и 28.

Между вторыми выводами обмоток 9 и !

1 включена последовательная RC-цепь, об- 45 разова иная резисторои 29 и конденсатором 30.

В исходном состоянии устройства на выходе источника сигнала управления 24 имеется напряжение, полярность которого указана на чертеже стрелкой. Поэтому в базовые цепи транзисторов 15 и 16 через резисторы 27 и 28 задается отрицательный ток.

Транзисторы 15 и 16 этим током поддержи ваются в состоянии насьнцения, и тогда между базами и эмиттерами транзисторов

1 и 2 устанавливается незначительная разность потенциалов. Эти транзисторы в таком

<остоянии схсмы работают в режиме отсечки.

Когда напряжение на выходе источника сигнала управления 24 исчезает, транзисторы 5, 16 и 23 переходят в режим отсечки.

При этом в базу транзистора 1 через резистор 26 и обмотку 9 задается отпираюгций ток.

Отпирание транзистора 1 за счет полоусилительной обратной связи, осушествляюг трансформатором тока 7 (обмоткями полоусилительной обратной связи служат вторичные обмотки 9 и 11), вызывает появление генерации в схеме. При этом транзисторы 1 и 2 поочередно оказываются в проводящем состоянии, а по нагрузке протекает постоянный ток.

Энергия, накопленная в конденсаторе 30

RC-цепи, улучшает переход тока от одного силового транзистора к другому.

Когда на выходе источника сигнала управления 24 появляется напряжение, отпирается коммутирующий транзистор 23, и ток, задаваемый в базу через резистор 25, переводит этот транзистор в состояние Иасыгце-. ния. Пусть в этот момент открыт транзистор 1, и на его базе имеется потенциал 1В.

11ереход транзистора 23 в режим насыщения означает, что на его коллекторе устанавливается низкий потенциал, например

0,5В.

Если через обмотку 10,диод 20 и коллекторно-эмиттерную, цепь коммутирующего транзистора 23 начинает протекать ток, на начале обмотки 10 (обозначено точкой йа чертеже) появ.чяется потенциал, равный сумме падения напряжения на насыщенном коммутирующем транзисторе 23 и диоде 20.

Этот потенциал составляет примерно (0,5 +

+ 1) В, т. е. 1,5В.

Указанное сочетание потенциалов на базе транзистора 1 (+ 1 В) и на начале обмотки 10 (+ 1,5 В) означает, что на обмотке 10 напряжение равно 0,5В. При равенстве чисел витков обмоток 9 и 10 такое же напряжение на обмотке 9, и тогда на катоде диода 17 устанавливается потенциал + 0,5 В, т. е. этот диод заперт.

Таким образом, появление напряжения на выходе источника сигнала управления 24 приводит к прекращению протекания тока через диод 17 и обмотку 9. Ток, трансформируемый из обмотки 5, начинает протекать по обмотке 10..Он, во-первых, является запираюгцим для транзистора I, и во-вторых, пропорционален току его коллектора.

После запирания силового транзистора начинается вывод энергии из трансформатора 7. При этом через подключенные ко вторичным обмоткам трансформатора выпрямители, образованные диодами 19 — 22, и через коммутирующий транзистор 23 протекают токи, которые замыкаются через базовые цепи транзисторов 1 и 2 в отрицательном направлении, поддерживая эти транзисторы в режиме отсечки.

651481

Формула изобретения

Составитель Л. Багян

Техред О. Луговая Корректор Д.Мельниченко

Тираж 1059 . Подписное .ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

I I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Филиал ППП «Патент», г. Уж-.ород, ул. Проектная, 4

Редактор Б.Федотов

Заказ 820/53

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает форсированное запирание силовых транзисторов, причем отрицательный ток не задается вместе с полоусилительным током базы этих транзисторов, преобладая над последним по величине, а отрицательный ток базы задается вместо полоусилительного. Кроме того, отрицательный ток (запирающий) не потребляется от источника сигнала управления 24, что позволяет уменьшить мощность сигнала. Наконец, вывод энергии из трансформатора тока не только не способен вызвать «лоусное» отпирание силовых транзисторов, но, наоборот, вызывает протекание отрицательных токов в базовых цепях силовых транзисторов, поддерживая их в режиме отсечки.

Ключ, содержащий трансформатор тока, у которого двухсекционная первичная обмотка крайними выводами подключена к коллекторам двух силовых транзисторов, а средним выводом — к нагрузке, база первого силового транзистора соединена с первым выводом основной вторичной обмотки, вто6 рой вывод которой через диод соединен с эмиттерами силовых транзисторов, и цепи запирающего смещения, отлииави4ийея тем, что,,с целью уменьшения управляющего сиг5 нала и потерь мощности, введены три дополнительные вторичные обмотки и коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттерами .силовых транзисторов, причем первый вывод первой дополнительI0 ной вторичной обмотки соединен с базой первого силового транзистора, первые выводы второй и третьей дополнительных вторичных обмоток соединены с базой второго силового транзистора, второй вывод второй дополнительной обмотки через диод подключен к эмиттеру коммутирующего транзистора, коллектор которого соединен со вторымн выводами всех вторичных обмоток через соответствующие диоды, а база подключена к источнику сигнала управления через токозадающий элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авто рс к ое св идет ел ь ство С С С Р

М 470078, Н 03 Г 3/00, 1975.

2. Книга «Миниатюризация вторичных источников электропитания электронной аппаратуры» МДНТП, 1973, с. 67 — 72, рис. 2.