Силовой транзисторный ключ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А М ПИ ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВ У АВТОРСКОМ ив- со-те ног а Ильистор- техник зов рете нения го раЮ Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТпО изОБРетениям и ОТКРытпРи Гннт сссР(71) Специальное конструкторснологическое бюро Производствобъединения "Завод им.Владимирича"(56) Шабоян С.А. Силовые транные защищенные ключи, - Электр1986, У 5.(54) СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к им ной технике и может быть испол но в качестве силовых транзис ключей в инверторах. Цель иэо ния - расширение области прим силового транзисторного ключа счет обеспечения возможности 4 Н 03 К 17/609 3/2 боты как с активной, так и с реактной нагрузкой. Транзисторный ключдержит вспомогательный транзистор 2и силовой транзистор 1, образующиепервую триггерную пару, низковольтный источник 14 питания, источник 11входного двухполярного импульсногонапряжения, первый и второй резисторы 5 и 7, первый и второй разделительные диоды 6 и 15, первый диод 4 обратного тока. Для достижения поставленной цели в устройство введены дополнительный транзистор 3второйи третий диоды 12 и 13 обратного тока и третий, четвертый и пятый резисторы 8-10. Дополнительный транзистор3 и вспомогательный транзистор 2 образуют вторую триггерную пару, позволяющую нормально работать силовомутранзистору 1 при нулевом или низкомнапряжении на нем, когда он закрыт.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силовых транзисторных клю-, чей в инверторах.Цель изобретения - расширение области применения силового транзисторного ключа за счет обеспечения возможности его работы как с активной, так и с реактивной нагрузкой. 10На фиг. 1 представлена принципиальная схема силового ключа; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу ключа.Сил эвой транзисторный ключ содер жит силовой транзистор 1, который в паре с вспомогательным транзистором 2 составляет первую триггерную пару, позволяющую управлять им короткими импульсами. 20Дополнительный транзистор 3 вместе с вспомогательным составляет вторую триггерную пару, позволяющую нормально работать силовому транзистору при нулевом или низком 25 напряжении закрытого ключа.Для осуществления инверторного режима силовой транзистор эашунтирован первым диодом 4 обратноготока. 30Первый резистор 5 определяет максимальный ток, при котором ключзакрывается, определяя уровень тока защиты ключа. Через первый разделительный диод 6 подключены второй 7 и третий 8 резисторы базовой цепи дополнительного транзистора 3 к коллектору вспомогательного транзистора 2.В базовой цепи вспомогательного 40 транзистора 2 стоит четвертый резистор 9, связывающий ее с коллекторной цепью дополнительного транзистора, содержащий пятый резистор 10Источник 11 вхОДного Двухполяр 45 ного импульсного напряжения вырабатывает импульсы разной полярности.Второй 12 и третий 13 обратные диоды создают цепь для прохождения тока от импульсного источника. Низковольтный источник 14 и вся схема, которую он питает, защищены от высокого напряжения ключа вторым разделительным диодом 15. Схема работает следующим образом.Входной сигнал с источника 11воздействует на базы транзисторов2 и 3 (фиг. 1), Полярность относится к открытому состоянию силовоготранзистора 1При этом ток протекает по цепи:источник 11 импульсов, диод 13,эмиттер-база транзистора 2, минусисточник 11 импульсов. Транзистор 2оказывается в открытом, а 3 - в закрытом состоянии, триггерная пара-1 поддерживает транзистор 1 в от 1крытом состоянии по окончании импульса с источника 11.При поступлении импульса обратнойполярности с источника 11 транзистор3 открывается, что приводит к запиранию транзисторов 2 и 1. Это состояние фиксируется триггерной парой2-3 и не зависит от величины напряжения на закрытом транзисторе 1.В открытом состоянии транзистора1 транзистор 2 также открыт, а транзистор 3 закрыт. При увсличении тока ключа напряжение на нем начинаетвозрастать, что приводит к уменьшению тока базы транзистора 2Приопределенном напряжении на ключекоэффициент насыщения транзистора 2становится равным единице и начинаетпадать ток базы транзистора 1, чтоувеличивает падение напряжения нанем, а это приводит к еще большемууменьшению тока базы транзистора 2н т,д. Триггер 2-1 опрокидывается,т.е. транзисторы 1-2 переходят взакрытое состояние, при этом открывается транзистор 3.В этом процессе транзистор 3 ускоряет процесс шунтирования токабазы транзистора 2,Транзистор 2 имеет разделеннуюдиодом 6 коллекторную нагрузку(резисторы 5 и 8). При этом ток,отпирающий транзистор 3, протекает,минуя цепь базы силового транзистора 1. Это предотвращает открываниесилового транзистора 1.Формула изобретенияСиловой транзисторный ключ, содержащий триггерную пару на транзисторах разного типа проводимости, один из которых - силовой, а другой - вспомогательный, первую и вторую клеммы низковольтного источника питания, первую и вторую клеммы источника входного двухполярного импульсного напряжения, первый и второй реэис" торы, первый и второй разделительныеЗаказ 7965/55 Тираж 884 Подписное сс 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,10 диоды, первый диод обратного тока, выходную клемму, эмиттер силового транзистора подключен к второй клемме низковольтного источника питания5 и к аноду первого диода обратного тока, катод которого подключен к коллектору силового транзистора и к катоду второго разделительного диода, отличающийся тем, что, 1 О с целью расширения области применения, введены дополнительный транзистор той же проводимости, что и вспомогательный, второй и третий диоды обратного тока, третий, четвертый 15 и пятый резисторы, причем первый вывод первого резистора подключен к аноду первого разделительного диода и к коллектору вспомогательного транзистора, эмиттер которого подклю чен к эмиттеру дополнительного транзистора и к первой клемме низковольтного источника питания, второй вывод первого резистора подключен к базе силового транзистора, коллектор кото рого подключен к выходной клемме,первый вывод второго резистора подключен к катоду первого разделительного диода и к первому выводу третьего резистора, второй вывод которогоподключен к второй клемме низковольтного источника питания, второй выводвторого резистора подключен к базедополнительного транзистора и к второй клемме источника входного двухполярного импульсного напряжения,первая клемма которого подключенак базе вспомогательного транзистораи к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к коллектору дополнительноготранзистора и к первому выводу пятого резистора, второй вывод которого.подключен к аноду второго разделительного диода, переходы база-эмиттер вспомогательного и дополнительного транзисторов шунтированы вторьми третьим диодами обратного тока.