Устройство для защиты переключающего транзистора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1723622 А 2 Н 7/10 РЕТЕНИЯУ ПИСАНИЕ ИЗОБВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРйв 694954, кл. Н 02 М 1/08, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 1124412, кл, Н 02 М 1/18, 1983.Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕГО ТРАНЗИСТОРА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к электротехнике, Целью изобретения является повышение надежности работы переключающих транзисторов путем защиты от перегрузок по току и уменьшения динамических потерь в номинальном режиме при закрывании переключающего транзистора. При достижении током нагрузки предельного значения открывается вспомогательный транзистор 8 и шунтирует ток базы переключающего транзистора 2. Повышающееся напряжение на коллекторе переключающего транзистора 2 способствует регенеративному процессу открывания транзистора 8 и формированному рассасыванию базового заряда переключающего транзистора 2. 1Изобретение относится к преобразова- ческие потери при выключении переключательной технике и используется для защиты ющего транзистора при отсутствии перегрутранзисторных ключей. зок по току, что ведет к снижениюИзвестно устройство для управления. надежности работы переключающих трансиловым транзисторным ключом. содержа эисторов в схемах источников вторичного щее управляющий трансформатор, базовый электропитания преобразовательной техрезистор, силовой транзистор, запирающий ники,конденсатор, вспомогательный транзистор, Цель изобретения - повышение надежразделительный диод, резистор. ности в работе переключающих транзистоНедостатком этого устройства является 10 ров путем защиты от перегрузок по току и то,чтоононезащищаетсиловойтранзистор уменьшения динамических потерь в номипри перегрузках по току и мощности, нальном режиме при закрывании переклюИзвестно устройство для защиты пере- чающего транзистора.ключающего транзистора, содержащее пе- Поставленная цель достигается введереключающий транзистор, нагрузку в цепи 15 нием в устройство, содержащее переключаколлектора переключающего транзистора, ющий транзистор с датчиком тока, первый и второй режимозадающие резисто- включенным между эмиттером переключары в цепи переключающего транзистора, ющего транзистора и общей шиной, ВС-цедиодную цепочку, три диода, конденсатор, почку, свободный вывод конденсатора тиристор, делитель в цепи управляющего 20 которой подключен к общей шине, а свобод- электрода тиристора, токоограничивающий ный вывод второго резистора подключен к резистор, пороговый элемент и датчик тока, коллектору переключающего транзистора иНедостатком этого устройства является через нагрузку к +Ел, вспомогательный то, что оно уменьшает мощность рассеива- транзистор, эмиттер которого подключен к ния на переключающем транзисторе путем 25 общей шине, коллектор - к базе переключаумменьшения времени переходных процес- ющего транзистора и одному выводу третьсов запирания только в режиме перегрузок его резистора, база через резистор по току и не уменьшает динамические поте- соединена с датчиком тока и через дополнири в номинальном режиме. Данное устрой- тельный резистор с коллектором своего ство работоспособно только при 30 транзистора,ачерездиоддиодногоключа - разнополярном управляющем напряжении, со средней точкой ВС-цепочки, которая чепричем первым должен быть обязательно рез второй диод диодногохлюча подключеотрицательный импульс. на к точке соединения другого выводаНаиболее близким по технической сущ третьего резистора с одним выводом источности к предлагаемому устройству является ника управляющего сигнала, другой вывод устройство для защиты переключающего которого подключен к общей шине, дополтранзистора, содержащее переключающий нительногодиода, резистора и транзистора, транзистор с датчиком тока, включенным На чертеже представлено устройство между эмиттером переключающего транзи для защиты переключающего транзистора, стара и общей шиной, ВС-цепочку, свобод- устройство для защиты переключающеный вывод конденсатора которой го транзистора содержит дачик 1 тока, подключен к общей шине, а свободный вы- включенный между эмиттером переключаювод второго резистора подключен к коллек- щего транзистора 2 и общей шиной, ВС-цетору переключающего транзистора и через 45 почку 3, свободный вывод конденсатора 4 нагрузку к +Ел, вспомогательный ранзи- которой подключен к общей шине, а свобод- стор, эмиттер которого подключен к общей ный вывод резистора 5 подключен к коллекшине, коллектор - к базе переключающего тору переключающего транзистора 1 и транзистора и одному выводу третьего ре- через нагрузку 6 к +Еп, вспомогательный зистора, а база через резистор соединена с 50 транзистор 7, эмиттер которого подключен датчиком тока и через дополнительный ре- к общей шине, коллектор - к базе переклюзистор с коллектором своего транзистора, а чающего транзистора 1, база через первый через диод диодного ключа со средней точ- резистор 8 подключена к колектору своего кой ВС-цепочки, которая через второй диод транзистора, а через второй резистор 9 - к диодного ключа подключена к точке соеди змиттеру переключающего транзистора 2 и нения другого вывода третьего резистора с через первый диод 10 подключена к средней одним выводом источника управляющего точке ВС-цепочки 3, которая через второй сигнала, другой вывод которого подключен диод 11 подключена к точке соединения одк общей шине. ного вывода третьего резистора 12 с однимНедостатком данного устройства явля- выводом источника управляющего сигнала, ется отсутствие мер,уменьшающихдинами- другой вывод которого подключен к общей1723622 потерь и повышению надежности переключающего транзистора 2.Изобретение позволяетуменьшить время выключения переключающего транзистора, что уменьшает динамические потери при его закрывании путем форсированного рассасывания заряда базы, в результате чего повышается надежность и расширяются функциональные возможности путем защиты переключающего транзистора от перегрузок по току и уменьшения динамических потерь при его закрывании, а также путем расширения диапазона частот коммутации вследствие уменьшения времени выключения при использовании устройства в источниках вторичного электропитания.Формула изобретения Составитель З,ЛемшТехред М,Моргентал Корректор А.Осаулен ко Редактор С,Лисина Заказ 1067 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 шине. Змиттер дополнительного транзистора 13 подключен к коллектору вспомогательного транзистора 7 и к катодудополнительного диода 14, коллектор - кобщей шине и к одному выводу дополнительного резистора 15, а база - к другомувыводу дополнительного резистора 15,каноду дополнительного диода 14 и к другому выводу третьего резистора 12,Устройство для защиты переключающего транзистора работает следующим образом,При поступлении положительного управляющего сигнала через третий резистор12 со схемы управления на базу переключающего транзистора 2 последний, а в результате наличия ЯС-цепочки 3 обеспечиваетсязадержка открывания вспомогательноготранзистора 7, Когда ток нагрузки достигаетпредельного значения, вспомогательный 20транзистор 7 открывается падением напряжения на датчике 1 тока и шунтирует токбазы переключающего транзистора 2. Повышающееся напряжение на коллекторепереключающего транзистора 2 через резистор 5 ЯС-цепочки 3 через первый диод 10еще более открывает вспомогательный транзистор 7, способствуя регенеративному процессу его открывания и форсированномурассасыванию базового заряда переключающего транзистора 2 при токовой перегрузке.При окончании управляющего сигнала в номинальном режиме в точке+Оупр появляетсянулевой потенциал, Напряжение в среднейточке ЯС-цепочки 3 не превышает падения 35напряжения на поямосмещенном р-и переходе второго диода 11, поэтому вспомогательный транзистор 7 закрыт, а переключающийтранзистор 2 остается открытым на времярассасывания накопленного заряда на его 40базе, В этот момент происходит закрываниедополнительного диода 14 и накопленный заряд из базовой области переключающеготранзистора 2 начинает протекать через база-змиттерный переход дополнительного 45транзистора 13, дополнительный резистор15, что вызывает открытие дополнительноготранзистора 13, в результате чего ускоряется процесс закрывания переключающеготранзистора 2, что приводит к снижению 50 Устройство для защиты переключающего транзистора, содержащее датчик тока, включенный между эмиттером переключающего транзистора и общей шиной, ЯС-цепочку, свободный вывод конденсатора которой подключен к общей шине, а свободный вывод резистора подключен к коллектору переключающего транзистора и через нагрузку к положительной шине, вспомогательный транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор - к базе переключающего транзистора, а база через первый резистор подключена к коллектору своего транзистора, а через второй резистор - к змиттеру переключающего транзистора и через первый диод подключена к средней точке ЯС-цепочки, которая через второй диод подключена. к точке соединения одного вывода третьего резистора с одним выводом источника управляющего сигнала, другой вывод которого подключен к общей шине, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительными диодами, резистором и транзистором, эмиттер которого подключен к коллектору вспомогательного транзистора и к катоду дополнительного диода, коллектор - к общей шине и к одному выводу дополнительного резистора, а база - к другому выводу дополнительного резистора, к аноду дополнительного диода и к другому выводу третьего резистора,