Полупроводниковый ключ

(51)4 Н 03 К 17/.6 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН очной СССР 979. импульс- ной техо, наях мощовышение УстройС: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится кной и силовой преобраэователнике и может быть использовапример,в импульсных усилителности. Цель изобретения - пнадежности и КПД устройства. ство содержит последовательно соединенные транзистор 2 и полупроводниковый прибор 1, предварительные усилители 3 и 4 и диод 5. Полупроводниковый прибор 1 выполнен в виде запираемого тиристора, Введенные резистор 6,стабилитрон 7 и конденсатор 8 связаны таким образом, что при коммутации тиристора осуществляется накопление энергии и использование этойэнергии для управления транзистором2. Одновременно с этим обеспечивается регуляция тока базы транзистора 2пропорционально току нагрузки 10. Врезультате достигается повьппение экономичности и надежности работы устройства в импульсных усилителях мности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к импульснойи силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например, в импульсных усилителях мощности,Цель изобретения - повышение на 5дежности и КПД.На фиг. 1 представлена принципиальная схема полупроводниковогоключа; на фиг, 2 - временные диаграммы работы ключа,Ключ (фиг. 1) содержит полупроводниковый прибор 1, транзистор 2 первый 3 и второй 4 предварительные усилители, диод 5, резистор 6, стабилитрон 7, конденсатор 8, блок 9 управления, нагрузку 10, шину 11 питанияи общую шину 12.Полупроводниковый прибор 1 можетбыть выполнен в виде транзистора или 20запираемого тиристора (что являетсяпредпочтительным).Полупроводниковый прибор 1 и транзистор 2 соединены последовательно.Первый и второй выходы блока 9 уп,равления соединены с первыми входамипервого 3 и второго 4 предварительных усилителей соответственно, вторые входы усилителей 3 и 4 соединены с общей шиной 12, а первые выхо- ЗОды - соответственно с управляющимивьводами полупроводникового прибора1 и транзистора 2, анод диода 5 соединен с управляющим вьводом полупроводникового прибора 1, первый выходкоторого соединен с первым выводомнагрузки 10, второй вьвод которойсоединен с эмиттером транзистора 2 ис общей шиной 12, второй выход усилителя 3 соединен с шиной 11 питания, первый вывод резистора 6 соединен с шиной 11 питания, а второйвывод - с вторым выходом усилителя 4,с катодом диода 5 и с первыми выводами стабилитрона 7 и конденсатора 8,вторые выводы которых соединены собщей шиной 12,Ключ работает следующим образом.В исходном состоянии сигналы навыходах блока 9 отсутствуют, базовыепотенциалы близки к нулю, и ключразомкнут. Блок 9 управления, работающий в режиме автогенерации иливнешнего запуска, вырабатывает дваположительных импульса заданной длительности и скважности (фиг. 2, ,).С целью уменьшения динамических потерь сигнал на первом выходе блока9 может появляться несколько позже(0,5 мкс), а заканчиваться раньше по сравнению с управляющим сигналом на втором выходе. Предварительные усилители 3 и 4 усиливают эти сигналы и возбуждают базовые цепи полупроводникового.прибора 1 и транзистора 2, Ключ отпирается, и в цепи нагрузки 10 протекает ток 1. С окончанием управляющего сигнала на втором выходе блока 9 начинается процесс запирания ключа. При этом подача прямого базового тока прекращается, и транзистор 2 спустя некоторое время йГ -- запирается.Так как цепь эмиттера прибора 1 размыкается, ток нагрузки коммутирует в цепь базы транзистора 2 через диод 5, и в конденсаторе 8 осуществляется накопление электрической энергии в течение полного времени выключения прибора 1. Так как обратный базовый ток равен току в выходной цепи прибора 1, напряжение на конденсаторе 8 П оказывается пропорциональным току нагрузки 10.На этапе рассасывания избыточного заряда в приборе 1 напряжение на его втором выходе, а соответственно, и на коллекторе транзистора 2 возрастает до величины У + П, где П - напряжение на прямосмещенном диоде 5 ( 0,8 В). В момент времени й 4 (Фиг, 2) процесс рассасывания избыточных носителей в приборе 1 заканчивается, и его выходной ток начинает спадать. Напряжение на выходе прибора 1 нарастает вплоть до величины напряжения источника питания нагрузки (момент с), а напряжение на транзисторе 2 спадает до нуля, так как все напряжение выделяется на приборе 1.1Введение дополнительных элементов резистора 6, стабилитрона 7, конденсатора 8 и новых связей позволяет по сравнению с известным ключем использовать часть накапливаемой в приборе 1 электрической энергии для питания цепи базы транзистора 2, обеспечить регулировку тока базы транзистора 2 пропорционально току нагрузки 10, изменять напряжение включения шунтирующей цепи базы прибора 1 пропорционально току нагрузки,Этим достигается повышение надежности и КПД полупроводникового ключа. Дополнительный эффект достигается, если в ключе в качестве при-.139 ч 430 Фцг ЯСоставитель Г.Терешинаедактор О.Головач Техред М.Ходанич Корректо о 8 56 Тираж ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, аказ 22 Подписнокомитета СССРи открытийская наб., д. 4 е ственногбретений-35, Рауш Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна 3бора 1 используется запираемый по базе тиристор. В этом случае накапливаемый в конденсаторе 8 заряд автоматически изменяется пропорционально току нагрузки, что дополнительно ,способствует повышению надежности работы и снижению рассеиваемой мощнос-. ти в ключе. 1 ОФормула изобретения 1. Полупроводниковый ключ, содержащий последовательно соединенные полупроводниковый прибор и транзистор 15 первый и второй предварительные усилители, диод, блок управления, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго предварительных усилителей соответственно, вторые входы которых соединены с общей шиной, а первые выходы соединены соответственно с управляющими выводами полупроводниковоУ го прибора и транзистора, анод диодасоединен с управляющим выводом полупроводникового прибора, первый выводкоторого соединен с первым выводомнагрузки, второй вывод которой соединен с эмиттером транзистора и собщей шиной, второй выход первогопредварительного усилителя соединенс шиной питания, о т л и ч а ю щ и й-.с я тем, что, с целью повышения надежности и КПД, введены резистор,стабилитрон и конденсатор, первыйвывод резистора соединен с шиной питания, а второй вывод - с вторымвыходом второго предварительногоусилителя, с катодом диода и с пер"выми выводами стабилитрона и конденсатора, вторые выводы которых соединены с общей шиной,2. Ключ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что полупроводниковый прибор выполнен в виде запираемого тиристора,