Управляемый ключ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК З(51) Н 02 М 1/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:,Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОЪ САР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) УПРАВЛЯЕМЫЙ КЛЮЧ, содержащий основной и дополнительный ключевые элементы, управляющие входы которых соединены через соответствующие резисторы с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, клеммы для под 801056387 А ключения источника питания, одна из которых предназначена для подключения источника питания через нагрузку и подсоединена к первым выводам основного ключевого элемента и элемента ограничения тока, второй вывод которого соединен с первым выводом дополнительного ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, вторые выводы основного и дополнительного ключевых элементов объединены и подсоединены к другой клемме для подключения источника питания, причем время включения дополнительного ключевого элемента по крайней мере на порядок меньше времени включения основного ключевого элемента.. Изобретение относится к электротехнике и может. быть использовано в устройствах: электропитания и автоматики,Известен аналоговый электронный ключ, содержащий два параллельно включенных транзистора противоположной полярности, базы которых через резисторы соединены с источником управляющего напряжения и подключены соответственно к катоду и аноду двух диодов, другие выводы которых соединены через потенциометр, подключенный своим подвижным контактом к эмиттерам транзисторов и входной клемме ключа 11.Недостатком данного технического решения является невозможность реализации мощного управляемого ключа при малом времени его включения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для включения параллельно соединенных тиристоров, управляющие электроды которых через ключ подсоединены к источнику постоянного напряжения, содержащее два конденсатора и два диода, причем последовательно с каждым тиристором включен диод, а конденсатор одной обкладкой подключен к общей точке диода и тиристора, а другой обкладкой - к источнику постоянного напряжения Р 1Недостатком известного устройства является невысокий коэффициент полезного действия, (КПЛ), обусловленный включением обоих тиристоров независимо от того, равно у них время включения или нет.Целью изобретения является повышение КПД.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем основной и дополнительный ключевые элементы, управляющие входы которых соединены через соответствующие резисторы с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, клеммы для подключения источника питания, одна из которых предназначена для подключения источника питания через нагрузку и подсоединена к первым выводам основного ключевого элемента и элемента ограничения тока, второй вывод которого соединен с первым выводом дополнительного ключевого элемента, вторые выводы основного и дополнительного ключевых элементов обьединены и подсоединены к другой клемме для подключения источника питания, причем время включения дополнительного ключевого элемента по крайней мере на порядок меньше времени включения основного ключевого элемента.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема управляемого ключа; на фиг. 2 - схема элемента ограничения, выполненного на основе КС-цепи.Управляемый ключ (фиг. 1) содержит основной ключевой элемент 1, управляю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ший электрод которого соединен через резистор 2 с клеммой 3 для подключения источника управляющего напряжения, и дополнительный ключевой элемент 4, который через элемент 5 ограничения тока подсоединен к клеммам 6 и 7 для подключения источника питания, Управляющий вход дополнительного ключевого элемента 4 через резистор 8 соединен с клеммой 3 для подключения источника управляюшего напряжения.Элемент 5 ограничения тока выполнен в. виде параллельно соединенных резистора 9 и конденсатора 10.Управляемый ключ работает следуюшим образом.В исходное состоянии ключевые элементы 1 и 4 закрыты. В качестве ключевого элемента 1 используется мощный низкочастотный тиристор, рассчитанный на большие средние значения токов, в качестве ключевого элемента 4 - импульсный маломошный тиристор с малым допустимым значением среднего тока, но допускаюший большой ток в импульсе, равный или превышающий ток нагрузки, а также имеюший малое время включения. При подаче на клемму 3 положительного сигнала управления через резисторы 2 и 8 и управляющие входы ключевых элементов 1 и 4 проходит ток, при этом первым включается ключевой элемент 4, время включения которого составляет доли микросекунды. Через нагрузку 11 и элемент 5 ограничения тока, выполненный в виде р-и перехода (диод, стабистор, низковольтный стабилитрон), устанавливается практически номинальный ток. Через промежуток времени, примерно равный времени включения ключевого элемента 1 (десятки или единицы микросекунды), последний переходит в открытое состояние. При этом падение напряжения между клеммами 6 и 7 уменьшается примерно на величину падения напряжения на элементе 5, ток через ключевой элемент 4 становится меньше тока удержания и он закрывается, а ключевой элемент 1 остается в открытом состоянии, обеспечивая прохождение номинального тока через нагрузку 11 в течение требуемого времени.Таким образом, продолжительность прохождения тока через ключевой элемент 4 сушественно меньше продолжительности прохождения тока через ключевой элемент 1, поэтому элемент 4 может быть выбран меньшей мощности, на меньший средний ток.При использовании в качестве элемента 5 ограничения тока параллельной КС-цепочки на основе резистора 19 и конденсатора 10 (фиг. 2) управляемый ключ работает аналогично. После включения ключевого элемента 4 происходит заряд конденсатора 10 через нагрузку 11. Однако емкость конденсатора 10 выбирается таким образом, чтобы056387 4сопротивления нагрузки 11, а напряжение конденсатора 10 накладывается к ключевому элементу 4 в запирающей полярности.Использование изобретения обеспечивает повышение коэффициента полезного действия управляемого ключа без снижения быстродействия при применении мощных тиристоров в качестве ключевых элементов.Составит Тнхред И Тираж 687 дарственного изобретений Ж - 35, Раунт, г. Ужго едактор А. Шишкина аказ 9331/52 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва,филиал ППП Паткомитета С и открытий ская наб.,од, ул. Про ектная,1зза промежуток времени, примерно равный времени включения ключевого элемента 1, на конденсаторе 10 напряжение возросло на величину, незначительную по сравнению с напряжением источника питания. После включения ключевого элемента 1 ключевой элемент 4 запирается, поскольку сопротивление резистора 9 существенно больше ль В. КостюхинВерес Корректор О. БилаПодписное