Транзисторный ключ

. Бюл. М. тное ко кое бюр рукт е бю, ЕЕЕ Тгапзастопз опгопсз, ЧоЕ-ЗЗ, й 2, Уау192, зд 11,Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в ключевых усилителях мощности, силовых инверторах, преобразователях напряжения, работающих в условиях повышенного уровня электромагнитных и электростатических помех.Целью изобретение является повышение быстродействия ключа при сохранении его помехоустойчивости.На фиг,1 изображена схема транзисторного ключа; на фиг.2 - пример одной из его возможных схемотехнических реализаций.Транзисторный ключ содержит (фиг.1) силовой транзистор 1, подключенный к выходным выводам 2 и 3 и выходу узла управления 4, содержащего цепи отпирания 5 и запирания 6 силового транзистора, Вход узла управления 4 связан с выходом компэратора 7, охваченного резистором 8 положительной .обратной связи, ко входам компэратора подключены резисторы 9 и 10, точка соединения которых подключена к выходу источника опорного напряжения 11, между входами компаратора 7 встречно по отношению друг другу включены фотодиоды 2(57) Использование: изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности, силовых инверторах, преобразователях напряжения, работающих в условиях повышенного уровня электромагнитных и злектростатических помех, Сущность изобретения: устройство содержит силовой транзистор, узел управления силовь 1 м транзистором, компаратор с резистором обратной связй, два резистора, две оптопары, источник опорного напряжения, 1 з,и. ф-лы, 2 ил. оптопар 12 и 13, светодиоды которых подключены к управляющим входам 14 и 15.Устройство работает следующим образом,На управляющие входы 14 и 15 в противофазе относительно друг друга подаютсяуправляющие сигналы, соответственно в:противофазе работают и фотодиоды оптопар 12 и 13. Пусть активизирована оптопарэ12; Фототок ее освещенного фотодиода и ро текает по цепи резисторов 9 и 10 и создаетна них падение напряжения, прикладь 1 ваощееся к входам компаратора 7 .и имеющееполярность, обуславливающую, например,неактивное состояние его выхода, При этомцепь отпирания 5 узла управления 4 не подает отпирающий ток в базу транзистора 1,а цепь зэпирания 6 обеспечивает нулевоеили отрицательное (в зависимости от вы бранной стратегии управления) смещениеего базы, Таким образом, транзистор 1 запер При смене комбинации управляющ сигналов на входах 14 и 15 на противо ложну активизируется оптопара 13. Фоток ее освещенного фотодиода создает теперь между входами компаратора 7 напряжение, имеющее полярность, обратную предыдущей, что вызывает переключение компаратора в активное состояние его выхода. При этом цепь запирания 6 узла управления 4 снимает запирающее смещение с базы транзистора 1, а цепь отпирания 5 обеспечивает протекание его прямого базового тока, Транзистор 1, таким образом, отпирается и удерживается в этом состоянии до смены комбинации уйравляющих сигналов на входах 14 и 15. Далее процессы в схеме повторяются.Положительная обратная связь, создаваемая резистором 8, обеспечивает четкое переключение компаратора,Источник опорного напрякения 11 совместно с резисторами 9 и 10, подавая на входы компаратора 7 синфазные напряжения, обеспечивает дифференциальный режим его работь 1, повышая тем самым помехоустойчивость устройства, Действительно, любая электромагнитная или электростатическая (емкостная) помеха, благодаря подобному включению резисторов и источника будет присутствовать одновременно на обоих входах компаратора, имея одинаковые амплитуду и фазу, Таким образом, ложное несанкционированное переключение компаратора предотвращается, Повышению помехоустойчивости транзисторного ключа способствует также и практически двойной размах напряжения между входами компаратора, обусловленный встречным включением фотодиодов оптопар 12 и 13.Использование оптопар 12 и 13 в режиме генераторов фотоЭДС повзоляет достичь практически предельного быстродействия устройства.В качестве силового транзистора 1 могут использоваться транзисторы практически любых типов - биполярные обоих типов проводимости, МОП- и СИТ-транзисторы, на комбинации, параллельное соединение приборов, составные транзисторы,В случае применения транзисторного ключа в маломощных устройствах при обеспечении необходимой мощности управления возможно подключение управляющего вывода транзистора 1 непосредственно к выходу компаратора 7, В этом случае роль .цепей отпирания 5 и запирания б будут играть выходные каскады компаратора.В ряде случаев входное сопротивление узла управления 4 бывает настолько низко, что становится практически невозможным организовать положительную обратную связь между входом и выходом компарато ЗО использованы, например, диодные оптопары типа 3 ОД 129, а в качестве компаратора 7 - микросхема 521 САЗ, имеющая выход типа "открытый коллектор".35 При двуполярном вспомогательном источнике питания, наличие которого в общем случае необязательно, в качестве источника опорного напряжения может быть использована общая шина схемы, к которой через 40 резисторы 9 и 10 подключаются входы компаратора 7, выводы питания которого при этом подключены к шинам указанного вспомогательного источника.Таки образом, благодаря введению па рафазного управлейия ключом, использованию оптопар в режиме генераторов фотоЭДС, а также обеспечению дифференциального режима работы компаратора 1 транзисторный ключ приобретает повышен ную помехоустойчивость, особенно к емкостнь 1 м помехам, характерным для высоковольтных быстродействующих преобразователей, имея при этом практически максимальное быстродействие канала уп равления,Формула изобретения 1. Транзисторный ключ, содержащийсиловой транзистор, силовые выводы которого подключены соответственно к первому и второму выходным выводам, а управляю 5 10 15 20 25 ра. В этом случае целесообразна организация более глубокой положительной обратной связи - включение резистора 8 между входом компаратора 7 и одной из внутренних точек цепи запирания б через дополнительный вывод.На фиг.2 в качестве примера практической реализации транзисторного ключа представлен именно этот случай, С точки зрения помехоустойчивости, благодаря более глубокой положительной обратной связи, данная схема более предпочтительна, чем схема на фиг.1, В качестве источника опорного напряжения здесь использован резистивный делитель напряжения, включенный между шинами вспомогательного источника питания, наличие которого в схеме в общем случае не обязательно,Узел управления может быть выполнен по различным схемам, в том числе, например, аналогично схемам, приведенным в 1 и 2 и на фиг,2, Могут быть и другие решения, Например, в качестве цепи запирания в ряде случаев может использоваться просто резистор, включенный между базой и эмиттером силового транзистора. В этой связи авторы умышленно не "привязали" выводы питания узла управления к конкретному источнику питания.В качестве оптопар 12 и 13 могут быть1798912 Составитель С. КоняхиТехред М.Моргентал Корректор Л,Коз дакт каз 779 ВНИИПИ Госуд Тираж Под венного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб исное ткрытиям при ГКНТ ССС4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина., 10 щий вывод соединен с выходом узла управления, который содержит цепь отпирания и цепь запирания силового транзистора, компаратор с резистором положительной обратной связи, который включен между его входом и выходом, который соединен с входом узла управления, две оптопары, светодиод первой из которых подключен к первому управляющему входу, и источник опорного напряжения, один из силовых выводов силового транзистора подключен тэк- жекобщейшине,отлицающийсятем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении помехоустойчивости, в него введены два резистора, а в качестве фото.приемника оптопар используются фотодцоды, причем источник опорного напряжения через введенные резисторы подключены к 5 входам компаратора, к которым встречно поотношению друг к другу подключены также фотодиоды оптопар, светодиод второй опто- пары подключен к второму управляющему входу.1,02 Ключ по п.1, отл и ч а ю щ и й с я тем,что общая точка введенных резисторов подключена к общей шине, использующейся в качестве источника опорного напряжения.