Магнитно-транзисторный ключ

 

Союз Соеетскни

Социалистичесини

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 21.11.77 (2! ) 2543779/18-21 (51)М. Кл.

Н 03 К 17/60 с присоединением заявки,%—

6кударствоииый комитет

СССР до делам изобретений и открытий (23) П риоритет—

Опубликовано 07.07.80, Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 10.07.80 (53) УДК

621.374,33 (088.8) (72) Автор изобретения

Б А. Глебов (71 ) заявитель (54) МАГНИТНΠ— ТРАНЗИСТОРНЫЙ КХПСЧ

Изобретение относится к импульсной технике, оно может найти применение в системах регулирования и управления.

Известен ключ постоянного тока, содержатций силовой транзистор и трансформатор тока, первйчная обмотка которого соединена

5 последовательно с диодом и базо-эмиттерным переходом силового транзистора, а последовательно с другой вторичной обмоткой включен управляемый ключ (11.

Недостаток известного устройства — неуправляемое запирание силового транзистора, что увеличивает потери в устройстве и ограничивает область его применения.

Известен магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор и трансформатор тока, у которя.о первичная обмотка включена последовательно с коллекторно-эмиттерной цепью силового транзистора и нагрузкой, первая вторичная обмотка через первый диод подключена к баэо-эмиттерному переходу силового транзистора, а вторая вторич ая обмотка первым выводом подключена базе силового транзистора и вторым — через соединенные последовательно второй диод и

1основной транзисторный ключ подключена к змиттеру силового транзистора (21 .

Недостаток известного устройства — относительно большая мощность входного сигнала, необходимая для коммутаций. !

Целью изобретения является повышение

КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор и трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с коллекторно-эмиттерной цепью силового транзистора и нагрузкой, первая вторичная обмотка через первый диод подключена к базо-эмчттерному переходу силового транзистора, а вторая вторичная обмотка первым выводом подключена к базе силового транзистора, и вторым выводом через последовательно соединенные второй диод и основной транзисторный ключ подключена к эмиттеру силового транзистора, введены дополнительные вторичная обмотка, диод и транзисторный ключ, причем дополнительная вторичная обмотка

746935

3 одним выводом подключена ко второму выводу второй вторичной обмотки, а друтим вы* водом через соединенные последовательно дополнительные диоды и транзисторный ключ подключена к управляющему входу основного транзисторного ключа, а управляющий вход дополнительного> транзисторного ключа соединен с шиной источника входного сигнала.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного магнитно-транзисторного 10 ключа.

В нем коллектор силового транзистора 1 через первичную обмотку 2 трансформатора тока 3 и нагрузку 4 связан с шиной 5 питания. Эмиттер силового транзистора 1 непосредствейно соединен с заземленной шиной 6, а база связана е этой шиной через цепь поддержания запертого состояния силового транзи.стора. В качестве такой цепи использована выходная цепь шунтирующего транзисторного ключа 7. Кроме того, база силового транзистора 1 непосредственно подключена к общей точке первой вторичной обмотки 8 и второй вторичной обмотки 9. Последовательно с обмоткой 9 включена дополнительная вторичная обмотка 10.

Цепь из соединенных последовательно первой вторичной обмотки 8 и диода 11 вклюиена ме>х ду базой и эмиттером силового транзистора 1, К базе силового транзистора 1 подключен первый вывод второй вторичной обмотки 9, а второй вывод этой обмотки соединен с первым выводом дополнительной вторичной об мотки 10, Общая точка второй и дополнительной вторичных обмоток 9 и 10 через диод 12 и основной транзисторный ключ 13 подключена к эмиттеру силового транзистора 1. Второй вывод дополнительйой вторичной обмотки

10 через дополнительные диод 14 и транзисторный ключ 15 подключены к управляющему входу основного транзисторного ключа 13.

Управляющие входы транзисторных ключей 7 и 15 подключены к выходу инвертора, образованного резистором 16 и транзистором 17, через резисторы 18 и 19 соответственно. Меж- 4 ду точкой соединения циода 11 и первой вторичной обмотки 8 и коллектором силового транзистора 1 включен резистор 20.

Принцип действия устройства состоит и следующем. 50

В отсутствие управляющего сигнала на базу транзистора 17 последний заперт и в базовые цепи транзисторных ключей 7 и 15 задается ток, поддерживающий их в состоянии насыщения, При этом между базой и эмиттером силового транзистора 1 устанавливается небольшая раз, ность потенциалов, и силовой транзистор — в состоянии отсечки.

При поступлении сигнала положительной полярности на базу транзистора 17 запираются ключи 7, 13 и 15. Ток, протекающий через резистор 20 и обмотку 8, начинает поl ступать в базу транзистора 1, переводя его в активный ражим,За счет положительной обратной связи, осуществляемой трансформатором 3, силовой транзистор 1 отпирается лавинообразно и переходит в насыщенный режим. При этом ток базы пропорционален току коллектора, а коэффициентом пропорциональности является коэффициент трансформации между обмотками 8 и 2.

При снятии управляющего сигнала с базы транзистора 17 последний переходит в режим отсечки, и в управляющие цепи ключей 15 и 7 задается отпирающий ток через резисторы 18 и 19. Поступление отпирающего тока в базу транзисторного ключа 15 приводит к тому, что ключ 13 переходит в насыщенный режим, и тогда в базу силового транзистора начинает поступать запирающий ток, пропорциональный току коллектора, Чтобы ключ 13 работал в режиме насыщения, необходимо в его базу задавать достаточно большой отпирающий ток. Этот ток задается через транзисторный ключ 15, который работает в активном режиме, но близко к гранищ между активным и насыщенным режимами. Это достигается соответствующим выбором козф фициента трансформации между обмотками

9 и 10.

После запирания силового транзистора автоматически прекращается протекание тока как через транзисторный ключ 13, так и через транзисторный ключ IS, т.е. цепь формированного запирания силового ключа практичес 4 ки прекращает потребление мощности от источника питания. Ток же через резистор 19 может быть сделан весьма малым, если число секций обмотки отрицательной обратной связи и число транзисторов, образующих схему составного транзистора, увеличить.

Таким образом, в предложенном ключе достигается уменьшение величииы тока, необходимого для управления силовым ключом, и это достигается не только без увеличения мощности потребления цепями управления, но и позволяет сократить потери в цепях, управления.

Формула изобретения

Магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор и трансформатор тока, пер-. вичная обработка которого включена последовательно с коллекторно-эмиттерной цепью сило746935

Составитель Л. Barm Гехред M. Петко Корректор М. Вигула

Редактор Л. Ушакова тираж 995 Подписное

UIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3975/53

Филиал IIIHI "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 вого транзистора и нагрузкой, первая вторич: ная обмотка через первый диод подклточена к базо-эмиттерному переходу силового транзистора, а вторая вторичная обмотка первым выводом подключена к базе силового транзистора, и вторым — через последовательно соединенные второй диод и основной транзисторный ключ подключена к эмиттеру силового транзистора, о т л и ч а ю щ и и с s тем, чго, с целью повышения КПД в него введены дополнительные вторичная обмотка, диод

- и транзисторный ключ, причем дополнительная вторичная обмотка одним выводом подключена к второму выводу второй вторичной обмотки, а другим выводом через соединенные последовательно дополнительные диод и транзисторный ключ подключена к управляющему входу основ-" . ного транзисторного ключа, а управляющий вход дополнительного транзисторного ключа соединен с п1иной источника входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе

1. Грейвер Е. С. "Ключевые стабилизаторы

16 напряжения постоянного тока". М., "Связь", 1970, с. 113, рис. б.б.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке л"- 2098276/18-21, кл. Н 03 К 17/60, 15.01.75 (прототип) .