Устройство для управления силовым транзисторным ключом

 

11 11 671008

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.12.77 (21) 2552975/24-07 с присоединением заявки Лев (23) Приоритет (43) Оиубг1иковано 30.06.79. Бюллстсш М 24 (45) Дата опубликования оииса1шя 30.06.79 (51) М. Кл. -

Н 02М 1j08

Я >

Госудерстееииый комитет ссср (54 У,. К 621.314.572 (088.8) по лелем нзоорете11ий и открытий (72) Автор изобретения

E. Ф. Новиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ

ТРАНЗИСТОРНЫМ КЛЮЧОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в статических преобразователях, Известны устройства для управления силовым транзисторным ключом, содержащие управляющие транзисторы, связанные с генераторами управляющих сигналов и вспомогательные источники для Ilx питания (1).

Недостатком извес Гных устройств является наличие гальванической связи между генератором управляющих сигналов и силовым транзисторным ключом, а также большие потери в цепях вспомогательного источника питания.

Известно устройство для управления силовым транзисторным ключом, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого соединена с эмиттером силового транзистора, вторичная обмотка подключена к эмиттер-базовому переходу силового транзистора, а третья обмотка подключена к автономному источнику питания через дополнительный транзистор, связанный с источником управляющих импульсов (21.

Устройство обеспечивает гальваническую развязку между источником управляющих импульсов и силовым транзистором, однако его недостатком являются большие потери в цепи автономного источника питания.

Целью изобретения является уменьшение мощности, потребляемой от автономного источника питания. Эта цель достигается тем, что устройство для управления си5 ловым транзисторным ключом снабжено двумя диодами, а третья обмотка трансформатора выполнена с отводом, причем

ОДин из ДИОДОВ Вкл!Очсн 13 п13013ОДЯН1е31 и;1правлении в цепь коллектора доиолпитсл110 ного транзистора, а другой Диод Включ;II

В OOP 3 THO >I Н II I I (3;1 IIЛ Е1111И К1С;КД О ГГ>ОДОК1 третьей обмотки трансформатора и точкой соединения автономного источника пигаи 1я и дополнительного транзистора.

15 На чертеже представлена принципиа: ьная схема устройства.

Устройство содержит трансформатор 1> первичная обмотка которого 2 соединена с эмиттером силового транзистора 3, вторич20 ная обмотка 4 трансформатора подключена к эмиттер-базовому переходу транзистора 3, а третья обмотка 5 соединена с дополнительным транзистором 6, связанным с генератором управляющих импульсов 7.

25 В коллекторную цепь дополнительного транзистора включен диод 8, второй диод 9 включен между отзодом третьей обмотки 5 и эмиттером дополнительного транзис1ор.1, соединенного с автономным источником пи30 тания.

671008

Устройство работает следующим ооразом.

Сигнал от генератора импульсов 7 открывает дополнительный транзистор 6 и в цепи третичной обмотки трансформаторы начинает протекать ток от автономного источника питания. После запирачия дополнительного транзистора ток намап|ичивания трансформатора, пересчитанный в его вторичную обмотку замыкается чсрсз эм|п- 10 тср-базовый переход силового тра из;C i i) p;l

3, ITO приводит к блокпш.-процессу в с||лоl3O)1 К, IIO IC, ОЛ с|ГОДс|РЯ с)с)1 Г С|IЛОВО>l TP;i.|зистор переходит в насыщенное состояние.

Падение напри)кения н3 эмиттср-Оазо»0 1 15 переходе приводит к изменению индукции сердечника трансформатора в направлении, обратном действию дополнительного транзистора. Ток намагничивания трансформатора уменьшается до нуля и, изменив Л знак, нарастает. При следующем открывании дополнительного транзистора 6 блокинг-процесс прекращается и изменивший направление ток намагничивания через диод 9 замыкается на автономный источник э5 питания и запасенная в трайсформаторс энергия переводится в этот источник, ир|чем диод 8 оказывается запертым, а транзистор 6 защищен от обратного напря)кения. Ток наяагничива|1ия трансфор::|атора ЗО уменьшается, изменяет свой знак и при включенном транзисторе 6 вновь возрастаст, и после запирания дополнительного транзистора 6 вновь возникает блокингпроцесс в силовом ключе и цикл повторя- 35 ется.

Таким образом, при работе устройства от автономного источника потребляется энергия для персмагничивания сердечника трансформатора и запасания в нем энср- 10 гии, вызывающей блокинг-процесс. Однако прн выключении силового транзистора запасенная перед этим энергия магнитного поля трансформатора переводится в автономньш исто:|пик, чем частично или да)кс 45 ком пс)|сир 5 сТс51 потрсблясllf 351 от него энергия.

Коэффициент трансформации трансформатора и соотношение витков третичной обмотки, задаваемое отводом, определяет частоту и скважность работы ключа, а также долю энергии, возвращаемую в автономный источник питания. Последняя поступает в конечном счете от основного источника питания, в цепи которого включен транзисторный ключ. Hp,f определенных режимах работы к,110 13 сумм3p:;ая энергия, потребляемая от авгоиомного источника !

|llтfiiili51 ООР31цс|СТС5| В <<НУ, 1»>> И 011 МОЖС|

ОЫГ1> ЗсlМСHCI- НЗИР||МСР, Н3КОПИ 1 С, If>HI>I)I

КОНДСНСЗTОРОМ.

Формула изобретения

Устройство для управления силовым транзисторным кл|о|ом, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого сосдинсна с эмиттсром силового транзистора, вторичная обмотка подключена к эмиттербазовому переходу силового транзистора, а третья обмотка подключена к автономному источнику питания через дополнительньш транзистор, связанный с генератором управляющих сигналов, о т л и ч а ющ с с с я тем, что, с целью уменьшения мощности, потребляемой от автономного

i сточника питания, оно снаб)кено двумя диодами, и третья обмотка трансформатора выполнена с отводом, причем один из диодов включен в проводящем направлении в цепь коллектора дополнительного транзистора, а другой диод включен в обратном

H3IIp3BJICHHIf меЖду Отводом третичной Об мотки трансформатора и точкой соединения автономного источника питания и дополни тельного транзистора.

Источники информации, |-,ринятые во внимание при экспертизе

1. Головацкий В. Л. Транзисторные им. пульсные усилители и стабилизаторы псстоянного напряжения. М., «Сов, радио:, 1974, с. 144, 2, Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. Под рсд. Фиалковского И. Ф. М,, «Связь», 1975, вып. 15, с. 119.

671008

Составитель И. Башкатов

Техред А. Камышникова Корректор T. Добровольская

Редактор В. Левитов

Заказ 1315/12 Изд. № 413 Тираж 866 Подписное

LIHHHHH НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2