Устройство для управления силовым транзистором

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 951589

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.12.80 (21) 3217193/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 М 1/08.Гееударстваллый камлтет

СССР пе делам лзебретелий и ютхрмтий (53) УДК 621.316..727 (088.8) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25.08.82 (72) Авторы изобретения

В. Я. Заверюха, В. П. Смирнов, А. В. Матвеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ

ТРАНЗИСТОРОМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления транзисторными ключами автономных инверторов и регуляторов постоянного напряжения.

Известны устройства для управления транзисторами, содержащие четыре транзистора, диод, резистор и конденсатор (1).

Недостатком известных устройств является невысокая надежность, обусловленная заданием режима работы транзистора постоянным током, приводящее к излишним потерям энергии и снижению КПД.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления силовым транзистором, содержащее первый и второй транзисторные ключи, эмиттеры которых через первый и второй резисторы подсоединены к соответствующим клеммам для подключения источника тока, коллекторы их подсоединены к базам третьего и четвертого транзисторных ключей и к одним клеммам для подключения генераторов запуска, а через третий резистор коллекторы первого и второго ключей подсоединены к клемме для подключения базы силового транзистора, к другим клеммам для подключения генераторов запуска и к эмиттерам третьего и четвертого ключей, подсоединенных своими коллекторами соответственно через четвертый и пятый резисторы к клеммам для подключения источника тока, эмиттеры третьего и четвертого ключей соединены с катодом первого диода, анод которого подсоединен к клеммам для подключения общей шины источника тока и эмиттера силового транзистора, база пятого транзисторного ключа подсоединена через шестой резистор к клемме для подключения источника тока и аноду второго диода, катод которого соединен с клеммой для подключения коллектора силового транзистора, и седьмой резистор (2).

15 Недостатком известного устройства является невысокий КПД, обусловленный зависимостью коэффициента насыщения от величины динамического сопротивления коллектор-эмиттерного перехода дополнительного транзисторного ключа и от величины тока управления силовым транзистором.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено шестым транзисторным ключом, коллектор которого соединен с коллектором пятого ключа, подсоединенного своим эмиттером к клемме для подключения базы силового транзистора, эмиттер шестого ключа соединен с клеммой для подключения плюсового вывода источника тока, а база его через седьмой резистор подключена к базе первого ключа.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для управления силовым транзистором.

Устройство содержит клеммы для подклю. чения источника тока 1, клеммы для подключения базы, эмиттера и коллектора силового транзистора 2, первый диод 3, соединенный катодом к базе и анодом к эмиттеру силового транзистора 2, первый и второй транзисторные ключи 4 и 5, резисторы

6 и 7, третий и четвертый транзисторные ключи 8 и 9, дополнительные резисторы 10 и 11. База силового транзистора 2 соединена через резистор 12 и непосредственно к клеммам для подключения параллельно соединенных генераторов запуска 13 и 14, одна из которых соединена с эмиттером пятого транзисторного ключа 15, база которого соединена через резистор 16 с клеммой для подключения источника тока 1 и через диод 17 — к клемме для подключения силового транзистора 2. Коллектор пятого транзисторного ключа 15, соединен с коллектором шестого ключа 18, база которого через резистор 19.соединена с базой первого ключа 4.

Устройство для управления силовым транзистором работает следующим образом.

Транзисторные ключи 4 и 8, резисторы

6 и 10 образуют схему бистабильного ключа в цепи положительного тока управления, который может находиться либо во включенном состоянии (транзисторы находятся в режиме насыщения), либо в выключенном (транзисторы находятся в режиме отсечки) .

Ключ в цепи отрицательного тока управления выполнен аналогично.

При подаче на резистор 12 отрицательного импульса от генератора 14 транзисторный ключ 9 открывается и по цепи положительной обратной связи открывает транзисторный ключ 5, причем процесс насыщения транзисторов носит регенеративный характер. После окончания действия импульса запуска транзисторные ключи 9 и 5 останутся включенными, а транзисторные ключи 4, 8, 18.выключенными, силовой ключ 2 и диод 17 заперты.

При подаче положительного импульса запуска от генератора 13 на резистор 12 транзисторные ключи 9 и 5 закрываются, а транзисторные ключи 8, 4 и 19 включаются, при этом открывается силовой транзистор 2. Транзистор 15 осуществляет кор95!589

Формула изобретения

55 рекцию положительного тока управления силовым транзистором 2 в зависимости от величины его тока нагрузки.

В данной схеме напряжение база-коллектор силового ключа в режиме насыщения (1!бк2) поддерживается постоянным.

В любой момент времени для схемы справедливо следующее соотношение

1-!6э15 = Usia 1-!бк2 где 1!бэ15 — напряжение база-эмиттер транзистора 15;

11д1 — падение напряжения на диоде 17.

При увеличении тока нагрузки уменьшается величина напряжения 1)бк2, а так как величина напряжения U 1у практически постоянна, увеличится напряжение (.!бэ15, что приводит к увеличению тока управления силовым ключом и к уменьшению напряжения (Збкг.

При уменьшении тока управления силового ключа происходит обратный процесс.

Неточность поддерживания напряжения

1!6кр на заданном УРовне опРеделЯетсЯ только наличием динамического сопротивления диода и база-эмиттерного перехода транзистора 15.

Таким образом, введение в схему устройства дополнительного шестого транзистора позволяет устранить влияние приращений напряжений на точность поддержания напряжения базы силового транзистора, а следовательно, повысить КПД устройства.

Устройство для управления силовым транзистором, содержащее первый и второй транзисторные ключи, эмиттеры которых через первый и второй резисторы подсоединены к соответствующим клеммам для подключения источника тока, коллекторы их подсоединены к базам третьего и четвертого транзисторных ключей и к одним клеммам для подключения генераторов запуска, а через третий резистор коллекторы первого и второго ключей подсоединены к клемме для подключения базы силового транзистора, к другим клеммам для подключения генераторов запуска и к эмиттерам третьего и четвертого ключей, подсоединенных своими коллекторами соответственно через четвертый и пятый резисторы к клеммам для подключения источника тока, эмиттеры третьего и четвертого ключей соединены с катодом первого диода, анод которого подсоединен к клеммам для подключения общей шины источника тока и эмиттера силового транзистора, база пятого транзисторного ключа подсоединена через шестой резистор к клемме для подключения источника тока и аноду второго диода, катод которого сое951589

Составитель В. Костюхнн

Редактор А. Долинич ТехредА. Войкас . Корректор В. Бутяга

Заказ 5715/70 Тираж 72! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 динен с клеммой для подключения коллектора силового транзистора, и седьмой резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено шестым транзисторным ключом, коллектор которого соединен с коллектором пятого ключа, подсоединенного своим эмиттером к клемме для подключения базы силового транзистора, эмиттер шестого ключа соединен с клеммой для подключения плюсо6 вого вывода источника тока, а база его через седьмой резистор подключена к базе первого ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 571859, кл. Н 02 M 1 08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2870705/24-07, кл. Н 02 М 1 08, 1979.