Транзисторный ключ

"Ленинец"скийкое свН 03США одственное идетельство СССРК 17/60, 1981. М 4819144, кл, Н 0 О ОО О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗО Р ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Предложение относится к импульсной технике и может найти применение в импульсных модуляторах передающих устройств, а также в преобразователях постоянного напряжения в постоянное.Целью предложения является устранение отмеченного недостатка, а именно повышение надежности.Транзисторный ключ аналогично прототипу содержит силовой 1 и первый 2 управляющие транзисторы типа п-р-п, источник 3 управляющего напряжения, параллельную ВС-цепочку 4, первый диод 5, конденсатор 6 и первый резистор 7. Имеются также первый 8 и второй 9 силовые выводы, первая 10 и вторая 11 шины источника 3 управляющего напряжения,В отличие от прототипа в транзисторный ключ введены датчик 12 тока, а также дополнительные второй управляющий транзистор 13 типа р-п-р, второй диод 14, третий диод 15, вторая параллельная ВС-цегочка 16, второй 17 и третий 18 резисторы.При этом аналогично прототипу коллектор силового транзистора 1 соединен непосредственно с первым силовым выводом 8 ключа и через конденсатор 6 соединен с 1798913 А 1(57) Использование - изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных модуляторах передающих устройств, а также и преобразователях постоянного напряжения в постоянное. Сущность изобретения - устройство содержит: три транзистора, две параллельные ВС-цепочки, один конденсатор, три диода, один датчик тока, пять резисторов, один источник управляющего напряжения, 1 ил. базой первого управляющего транзистора 2 и с катодом первого диода 5. Последний через первый резистор 7 соединен с змиттером транзистора 2 и с анодом первого диода 5. Первая шина 10 источника 3 управляющего напряжения соединена через первую параллельную ЯС-цепочку 4 с базой силового транзистора 1.В отличие от прототипа эмиттер силового транзистора 1 соединен непосредственно с эмиттером второго управляющего транзистора 13 и через датчик 12 тока подключен ко второму силовому выводу 9 ключа и к катоду второго диода 14. К последнему через второй резистор 17 подключены анод второго диода 14 и база второго управляющего транзистора 13, Его коллектор соединен непосредственно со второй шиной 11 источника 3 управляющего напряжения и через вторую параллельную ВС-цепочку 16 подключен к эмиттеру силового транзистора 1, База второго управляющего транзистора 13 соединена непосредственно с катодом третьего диода 15 и через третий резистор 18 подключена к соединенным между собой анодам первого 5 и третьего 15 диодов, Коллектор первого управляющего1798913 транзистора 2 подключен к первой шине 10 работе ключа на постоянном токе, Верхняя граница частотного диапазона определяется частотными свойствами транзисторов ключа.Конденсатор в ЙС-цепочке 4 в результате протекания тока базы транзистора 1 заисточника 3 управляющего напрякения. Этот источник имеет конечное внутреннее сопротивление 19. База транзистора 1 зашунтирована резистором 20, 5Предлагаемый транзисторный ключ фиг.1) работает следующим образом, В исходном состоянии управляющее напряжение Еулр на шинах 10, 11 источника 3 равно нулю, Транзистор 1 заперт. Между коллек тором и эмиттером силового транзистора при этом существует напряжение, поступающее из цепи внешней нагрузки ключа. Конденсатор 6 заражается по цепи; первый силовой вывод 8 - база-эмиттерный пере ход транзистора 2, зашунтированный резиряжается до некоторого напряжения Е 4 порядка единиц вольт с полярностью, показанной на фиг.1, Конденсатор 6 при насыщении транзистора 1 начинает разряжаться по цепи; левая обкладка конденсатора 6 - транзистор 1 - база-эмиттерный переход транзистора 13 типа р-и-р - резистор 18 - диод 5 - правая обкладка конденсатора 6 Транзистор 13 типа р-и-р при этом удерживается в открытом, а транзистор 2 типа и-р-и - в запертом состоянии, запирающее напряжение на базе транзистора 2 ограничивается с помощью диода 5, Диод 15 при этом заперт, а ток разряда стором 7 - диод 15, зашунтированный резистором 18 - диод 14 - второй силовой вывод 9, Диод 5 при этом заперт, На базе транзистора 13 типа р-и-р в этих условиях 20 создается положительный перепад напряжения, обеспечивающий надежное запирание этого транзистора, а на базе транзистора 2 типа и-р-и - тоже положительный перепад напряжения, обеспечивающий отпирание этого транзистора. Соответственно. транзистор 1 удерживается в запертом состоянии. Величина запирающего напряжения на базе транзистора 13 ограничивается с помощью диода 14, После 30 окончания процесса заряда конденсатора 6 ток заряда прекращается и транзистор 2 запирается, Ток заряда ограничивается сопротивлением внешней нагрузки ключа.При появлении на шинах 10. 11 управ ляющего напряжения Еупр от выхода источника 3 происходит отпирание транзистора 1; оно происходит аналогично прототипу) форсированно, благодаря наличию ВС-це- почек 4 и 16. При этом через транзистор 1. 40 внешнюю нагрузку и датчик 12 тока начинает протекать ток нагрузки 1. На сопротивлении датчика 12 образуется падение напряжения Е 12. величина которого пропорциональна току нагрузки н, Напряжение 45 Е 12, имеющее отрицательную полярность, прикладывается через диод 14 к базе транзистора 13 типа р-п-р. Этот транзистор отпирается и в большей или меньшей мере шунтирует параллельную ВС-цепочку 16, В 50 результате ток базы силового транзистора 1 оказывается пропорциональным току нагрузки 1 я чем и обеспечивается пропорци- . онально токовое устройство. Как следствие, автоматически обеспечивается постоянство 55 режима насыщения транзистора 1 в расширенном диапазоне величин тока нагрузки.Пропорционально-токовое управление сиконденсатора 6 ограничивается резистором 18,:При прекращении подачи управляющего напряжения Еупр на шины 10, 11 транзистор 1 начинает запираться, ток нагрузки начинает уменьшаться, благодаря чему транзистор 13 начинает запираться,.Напряжение на коллекторе транзистора 1 начинает возрастать, Но скорость его нарастания ограничивается, как и в прототипе, процессом заряда конденсатора 6, Как было описано выше. при этом отпирается транзистор 2, а транзистор 13 запирается. К базе транзистора 1 через открытые транзистор 2 и диод 14 прикладывается отрицательное напряжение Е 4 от ВС-цепочки 4. Этим, в отличие от прототипа, достигается форсированное запирание силового транзистора при обращении управляющего напряжения Еупр в нуль.Итак, положительный технический эффект от использования предлагаемого транзисторного ключа состоит в обеспечениипропорционально-тактового управления силовым транзистором, что позволяет автоматически поддерживать режим насыщения в расширенном диапазоне величин тока нагрузки и в широкой полосе частот вплоть до постоянного тока (в частности, в пусковых режимах при большой кратности этого тока), Как следствие уменьшается вероятность вторичного пробоя силового транзистора и тем повышается нэдежность.Кроме того, обеспечивается форсированное запирание силового транзистора при отключении управляющего напрякения, что также уменьшает вероятность втоловым транзистором 1 обеспечивается в ричного пробоя и способствует повышениюширокой полосе частот. в том числе и при надежности,.Подписноеетениям и открытиям иская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретенияТранзисторный ключ, содержащий силовой и управляющий транзисторы типа ир-п, источник управляющего напряжения, первую параллельную КС-цепочку, первый 5 диод, конденсатор и первый резистор, коллектор силового транзистора соединен непосредственно с первым силовым выводом ключа и через конденсатор соединен с базой первого управляющего транзистора и с 10 катодом первого диода, который через первый резистор соединен с эмиттером первого управляющего транзистора и с анодом первого диода, а первая шина источника управляющего напряжения соединена че рез параллельную ВС-цепочку с базой силового транзистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, введены датчик тока, второй управляющий транЗаказ 779 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж, Рэистор типа р-п-р, второй и третий диоды, вторая параллельная ВС-цепочка, второй и третий резисторы, эмиттер силового транзистора соединен непосредственно с эмиттером второго управляющего транзистора и через датчик тока подключен к второму силовому выводу ключа и к катоду второго диода, к которому через второй резистор подключены анод второго диода и база второго управляющего транзистора, коллектор которого соединен непосредственно с второй шиной источника управляющего напряжения и через вторую параллельную ЯС-цепочку подключен к эмиттеру силового транзистора, база второго управляющего транзистора соединена непосредственно с катодом третьего диода и через третий резистор подключена к соединенным между собой анодам первого и третьего диодов.