Транзисторный ключ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в конверторах и инверторахпостоянного тока,Известен транзисторный ключ, примененный в импульсном транзисторномстабилизаторе, содержащий силовойтранзистор, дроссель, шунтирующийдиод, конденсатор. Последовательно10с дросселем включена первичная обмотка трансформатора тока, а вторичнаяобмотка подключена параллельно перехо.ду эмиттер - база силового транзистоРа 11.Недостатком данного ключа являютсясравнительно большие времена работытранзистора в активном режиме привыключении, обьясняемые инерционнымисвойствами транзистора ч, следовательно, большие потери,Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности транзисторныйключ, содержащий первый транзистор,коллектор которого соединен черезпоследовательно включенные первыйдиод и первичную обмотку первого трансформатора с эмиттером, а база черезпервый резистор с входной шиной, второй реенстор н конденсатоР 21 .Недостатком укаэанного ключа явля 30ется невозможность обеспечения оптимальных параметров при работе на иэ"меняющуюся нагрузку, Зарядный токдиода с накоплением заряда при любыхнагрузках остается постоянным, Базовая З 5цепь рассматриваемого транзисторногоключа обеспечивает оптимальный режимпереключения только в узком диапазоне. нагрузок, т,е. недостатком данного ключа является низкая экономичность при работе на изменяющуюся нагруэку,Цель изобретения - снижение рассеиваемой мощности, повышение экономичности, 45 20 Указанная цель достигается тем, 1 что в транзисторный ключ, содержащий первый транзистор, коллектор которого соединен через последовательно включенные первый диод и первичную обмотку первого транзистора с эмиттером, а база - через первый резистор с входной шиной, второй резистор и конденсатор, введены второй трансформатор, второй транзистор противоположного тип проводимости и второй диод, причем первая вторичная обмотка первого трансформатора включена между эмиттером транзистора и первой шиной питания,а вторая вторичная - между первой шиной питания и катодом второго диода,анод которого соединен с первыми выводами конденсатора и второго резистора, вторые выводы которых соединеныс первой шиной питания и входной шиной соответственно, второй транзисторпротивоположного типа проводимостисоединен коллектором с первой шинойпитания, эмиттером с базой первоготранзистора, а базой с входной шиной,первичная обмотка второго трансформатора включена между коллекторомпервого транзистора и второй шинойпитания, а вторичная подключена кнагрузке.На чертеже изображена схема транзисторного ключа,Транзисторный ключ содержит первый транзистор 1, первый трансформатор 2 и первый диод 3, первый резистор 4, второй резистор 5, конденсатор б, второй трансформатор 7,второй транзистор 8, второй диод 9,При этом транзистор 1 через трансформатор 2 соединен с первым диодом 3и вторым трансформатором 7, вторичная обмотка которого соединена снагрузкой 10, а второй транзистор 8соединен через резистор 4 с шинойуправления.Устройство работает следующимобразом,До подачи управляющего импульса положительной полярности транзистор 8 открыт, транзистор 1 закрыт, При подаче на входную шину положительного импульса транзистор 8 закрывается, Для ускоренного открывания транзистора 1 применяется форсирующая цепь: резистор 4 и переход эмиттер " база транзистора 8, при этом диффузионная емкость перехода служит ускоряющей для этого звена. Транзистор 1 открывается, через обмотки трансформаторов 2 и 7 начинает протекать ток. Задним фронтом управляющего импульса открывается транзистор 8. Неосновные носители в переходе база - эмиттер транзистора 1 рассасываются по цепи; база транзистора 1, эмиттер - коллектор транзистора 8, вторичная обмотка трансформатора 2, эмиттер транзистора 1, Этап рассасывания характеризуется неизменным током коллектора транзистора 1 и практически постоянным падением напряжения109на его переходе коллектор - эмиттер, Как известно, пассивное рассасывание характеризуется малыми потерями для цепи управления. После рассасывания избыточного заряда начинается этап восстановления обратного сопротивления коллекторного перехода транзистора 1, при этом по цепи диод 3 - первая обмотка трансформатора 2 начинает протекать ток, равный току . О коллектора транзистора 1 в открытом состоянии, так как в диоде 3 накоплен заряд неосновных носителей и его эквивалентное сопротивление намного меньше сопротивления коллектор эмиттер закрывающегося транзистора 1. Благодаря этому закрывание транзистора 1 происходит при низком напряжении, обусловленном, в основном, сопротивлением активных потерь диода 3. На щ вторичной обмотке трансформатора индуцируется напряжение запирающей по-лярности для перехода эмиттер " база транзистора 1, так как база транзистора соединена с обмоткой трансфор- р матора 2 через открытый транзистор 8. Время рассасывания диода 3 и время восстановления обратного сопротивления коллекторного перехода транзис. тора 1 выбирается таким образом, что ЗО бы восстановление обратного сопротив ления диода 3 происходило при полностью закрытом коллекторном пере 3434ходе 2. Так как время восстановления современных силовых диффузионных диодов меньше времени восстановления транзисторов, то динамические потери на выключение транзистора уменьшаются в десятки раз (так, для диода 2 Д 523 время восстановления д 100 нс, а для транзистора 2 Т 63050 нс, для диода 2 Д 213 время восстановления 50 нс а для транзистора 2 Т 809 0,5 мс). После закрывания диода 3 напряжения на третьей обмотке трансформатора 2 меняет свою полярность, диод 9 проводит ток, конденсатор 6 заряжается, это напряжение через резистор 5 подается на базу транзистора 8, что обеспечивает работу транзистора 8 в режиме насыщения. При подаче следующего импульса положительной полярности цикл повторяется. При изменении тока нагрузки происходит согласованное изменение тока заряда диода 3. Изменению времени восстановления обратного сопротивления транзистора 1 соответствует пропорциональное изменение времени рассасывания диода 3.Таким образом, предложенное устройство позволяет уменьшить динамические потери при работе на изменяющуюся нагрузку, что приведет к повышению КПД инверторов и конверторов, в которых будет использован предложенный тоанзисторный ключ.Составитель И.Парфенов Редактор Т.Портная Техред Т.Маточка Корректор А, взятка Заказ 300/54 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, ЖРаушская наб, д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4