Транзисторный ключ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК НЕ 80 17 4 Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1(71) Московский авиагический институт имского 6 нныи технол .Э,ЦиолковГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ 4 ЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР В 1309296, кп, Н 03 К 17/60, 1986,Авторское свидетельство СССР В 1330747, кл. Н 03 К 17/60, 1985, (54) ТРАЕЗИСТОРНЫЙ КЛОЧ(57) Изобретение относится к импульс ной технике и может быть использовано в устройствах коммутации электрической мощности, Цель - упрощение транзисторного ключа ( ТК) и повышение его быс 1 родействия - достигается путем использования полевого тран 2зистора 2, включенного параллельно силовому биполярному транзистору и введения двухполюсника 4, включенного параллельно баэово-эмиттерному переходу транзистора 1, За счет малой инерционности полевого транзистора, исйользуемого в качестве включающего элемента на начальном этапе включения, и дюрсированного накопления заряда в базе силового траэистора за счет большого тока включения через полевой транзистор обеспечивается повышенное быстродействие ТК пр его сравнительной простоте. Введенный двухполюсник обеспечивает вос - становление исходного выключеннего состояния тК при коротких импульсах управления, ТК содержит также токовый трансформатор 3 с первичной и вторичной обмотками. 1 ил.Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использованов устройствах коммутации электрической мощности.5Цель изобретения - упрощениеустройства и повышение его быстро,действия,Цель достигается путем использования полевого управляющего транзистора, включенного параллельно силовому транзистору, и введения двухполюсника параллельно переходу эмиттербаза,Использование безынерционного 15полевого транзистора в качестве включающего элемента и Форсированноенакопление заряда в базе силовоготранзистора за счет большого токавключения через полевой транзисторобеспечивает повышенное быстродействие устройства при его сравнительнойпростоте и низкой потребляемой мощности. Включенный таким образом двухполюсник обеспечивает восстановление 25исходного включенного состоянияустройства,На чертеже приведена принципиальная схема транзисторного ключа,Устройство содержит первый транэистор 1, второй транзистор 2, выполненный в виде полевого, например,ИДП-прибора, токовый трансформатор 3и двухполюсник 4. Коллектор первоготранзистора 1 через первичную обмотку 35токового трансформатора соединен спервым силовым выводом 5, а эмиттерс вторым силовым выводом 6, Параллельно первому транзистору 1 включенполевой транзистор 2, управляющий 40электрод которого затвор подключенк шине 7 управления, на которую подается управляющий сигнал, например,от блока 8 управления,Вторичная обмотка токового трансформатора 3 и двухполюсника 4 включены параллельно переходу эмиттербаза первого транзистора 1,Двухполюсник 4 может быть выполнен на резисторе или последовательносоединенных резисторе и диоде, илина двуханодном стабилитронеТранзисторный ключ работает следующим образом,С приходом импульса управленияс блока 8 управления открываетсяполевой транзистор 2. Характер нагрузки определяет Форму тока, близкую к синусоидальной. В начальный момент включения ток нагрузки равен нулю и полевой транзистор включается практически мгновенно, Через первичную обмотку токового трансформатора 3 и полевой транзистор 2 начинает протекать нарастающий ток нагрузки, Во вторичную обмотку трансформатора 3 и базу биполярного транзистора 1 начинает рересчитываться ток нагрузки, который в первый момент обеспечивает нарастание граничного заряда в эмиттерном и коллекторном переходах транзистора 1. Конечная скорость нарастания граничного заряда ведет к задержке уменьшения сопротивления коллектора транзистора 1. Однако в этот момент через биполярный транзистор 1 протекает не весь ток нагрузки, а только его часть, Основная часть нарастающего тока нагрузки на начальном этапе протекает через полевой транзистор 2, проходное сопротивление которого на этом этапе значительно меньше, чем сопротивление биполярного транзистора 1. Так как базовый ток биполярного транзистора 1 пропорционален току нагрузки, а коллекторный ток на этапе включения значительно меньше, происходит форсирование накопления граничного заряда и более быстрое уменьшение коллекторного сопротивления, В дальнейшем почти весь ток нагрузки протекает через биполряный транзистор 1. Меньшая часть тока нагрузки в процессе его нарастания, обусловленная инерционностью биполярного транзистора 1 протекает через полевой транзистор 2. По мере замедления скорости нарастания тока нагрузки ток через полевой транзистор уменьшается до значений, близких к нулю, и весь ток нагрузки в дальнейшем протекает через биполярный транзистор 1, Минимальная длительность управляющего импульса должна быть достаточной для накопления граничного заряда и гарантированного входа биполярного транзистора в режим насыщения. При уменьшении тока нагрузки до нуля биполярный транзистор 1 автоматически выключается, так как полевой транзистор 2 уже выключен командой с блока управления, При выключении транзистора 1 начинается процесс размагничивания сердечника токового трансформатора. Ток намагничивания замыкается через двухполюсник 4, на152 Составитель В,Лементевтехред Л.Сердюкова Корректор О.Пипле Редактор Л.Пчолинская Тираж 884 Заказ 7759/55 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 котором выделяется напряжение, определяемое током размагничиванияПараметры двухполюсника выбираются изусловия допустимого напряжения наэмиттерном переходе биполярного транзистора,Транзисторный ключ эффективноможет быть использован в высокочастотных регуляторах электрической мощности с квазисинусоидальной Аормойкоммутируемого тока, При этом ключобладает значительной аппаратнойпростотой чем также обеспечиваетсяповышенная надежность устройства коммутации, Использование малоинерционного полевого транзистора на начальном этапе включения обеспечиваетповышенное быстродействие и даетвозможность испольэовать малые длиЪтельности импульсов на высоких частотах, либо позволяет снизить потерив устройстве при тех же частотахпереключения,9438 б Формула изобретения Транзисторный ключ, содержащийдва транзистора и токовый трансфор 5матор, коллектор первого транзисторачерез первичную обмотку токовоготрансформатора соединен с первым силовым выводом, а база через вторичнуюобмотку - с вторым силовым выводоми эмиттером этого транзистора, ккоторому подключен также первый токовый электрод второготранзистора,управляющий электрод которого подключен к шине управления, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, внего введен двухполюсник, включенныйпараллельно переходу эмиттер - база20 первого транзистора, а второй транзистор выполнен в виде полевого транзистора, токовый электрод которогоподключен к коллектору первого транзистора,