Силовой транзисторный ключ

(ГОСПАТЕНТ С ЕНТНОЕ йьОЮЗИДЯ Р," Н ЧяНтац, ,. ) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ник(57) Изобретение нике и может бы бесконтактной за ков электропитан ключ содержит: 2рованным и-кана относится к импульсной техь использовано в качестве щиты вторичных источниия, Силовой транзисторный МДП-транзистора с индуциом (1, 2), 1 блок защиты (3),(21) 4945594/21,(71) Московский институт радиотэлектроники и автоматики(4) СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛ 2 резистора (4, 5), первый из которых является нагрузочным, и 1 датчик тока (6), выходные выводы которого подключены ксоответствующим управляющим выводам блока защиты 3, первый входной вывод которой подключен к затворам обоих МДП- транзисторов и первому выводу второго резистора 5, второй вывод которого подключен к клемме входного напряжения и стоку первого МДП-транзистора 1, а первый вывод первого резистора 4 подключен к общей шине и второму входному выводу блока защиты, Повышение КПД достигается засчет того, что сток второго МДП-транзистора 2 подключен к схеме входного напряжения, а его исток и подложка подключены к первому входному выводу датчика тока 6, второй- входной вывод которого подключен к под- ф. ложке первого МДП-транзистора 1, исток которого подключен к второму выводу первого резистора.фйЮлсчет присутствии положительного напряжения на затворах МДП-транзисторов 1 и 2 они находятся в открытом состоянии и через них протекают соответствующие, токи. При этом ток, протекающий через МДП-транзистор 2 (и датчик тока 6), является током базы (подложки) биполярного и-р-и транзистора, входящего в структуру МДП-транзистора 1. 50 В результате оказывается, что МДП-транзистор 1 в рабочем режиме представляет из себя параллельно вклю генные МДП- и биполярный транзисторы, что и обеспечивает малое сопротивление открытого МДП-тран зистора 1, Особо отметим, что основным недостатком мощного ЫДП-транзистора является более высокое остаточное напряжение (по сравнению с биполярным транзистором), что приводит к повышенным Изобретение относится к импульсной технике и может быть испольэовао в качестве устройства бесконтактной защиты вторичных источников электропитания.Целью изобретения является повышение КПД устройства.На чертеже представлена принципиальная схема силового транзисторного ключа, состоящая иэ двух МДП-транзисторов с индуцированным и-каналом 1 и 2, схемы защиты 3, двух резисторов 4 и 5, датчика тока 6. Затворы МДП-транзисторов 1 и 2 подключены к первому входному выводу схемы защиты 3 и первому выводу резистора 5, второй вывод которого подключен к стокам МДП-транзистора 1 и 2 и клемме входного напряжения, Исток МДП-транзистора 1 подключен ко второму выводу сопротивления нагрузки 4, первый выводкоторого подключен ко второму входномувыводу схемы защиты 3 и общей шине. Исток и подложка МДП-транзистора 2 подключены к первому входному выводу датчика тока 6, второй входной вывод которого подключен к подложке МДП-транзистора 1, Выходные выводы датчика тока 6 подключены к соответствующим управляющим выводом схемы защиты 3,Схема защиты 3 может быть выполнена различным образом. Например, ее выходная часть может быть выполнена с помощью МДП-транзистора, сток и исток которогоподключены к выходным выводам схемы, а на его затвор подается управляющий сигнал с датчика тока 6, который и открывает этот МДП-транзистор в аварийной ситуации, Могут быть использованы и другие, болеесложные варианты схемы защиты, Датчиктока 6 может быть выполнен как в виде резистора, так и и ином виде,Заявляемое устройство работает следующим образом. В рабочем состоянии за 5 10 152025 3035 потерям. В заявляемом устройстве в рабочем режиме биполярный и-р-и транзистор будет шунтировать МДП-структуру, в результате чего и будут иметь место лишь малые потери энергии, обусловленные малым остаточным напряжением и-р-и транзистора. Кроме того. датчик тока 6 включен в цепь подложки (базы) МДП-транзистора 1, ток которой существенно меньше его тока стока.При возникновении аварийной ситуации(например, при возникновении короткого замыкания нагрузки 4) возрастает не только ток стока МДП-транзистора 1, но и ток его подложки (базы), за счет чего и возникает сигнал аварии на датчике 6. Этот сигнал воздействует на схему защиты 3, в результате чего напряжение на затворах МДП-транзисторов 1 и 2 становится близким к нулю(затворы подключаются к общей шине) Таким образом окажутся закрытыми МДП-транзисторы 1 и 2. а также биполярный п-р-и транзистор, входящий в структуру МДП-транзистора 1, т,е, будет практически обесточено все устройство.Итак, за счет малых потерь энергии как на открытом МДП-транзисторе 1, так и на датчике тока 6 (включенном в слаботочную цепь), реализуется повышение КПД устройства.Экспериментальная проверка силового транзисторного ключа была проведена на лабораторных образцах и серийных МДП- транзисторах: КП 305, КП 901. КП 904, 2 П 803. По сравнению с аналогами и прототипом в заявляемом устройстве удалось повысить КПД,. Так, при сопротивлении нагрузки в 10 Ом в прототипе КПД составлял0,93, а в заявляемом устройстве " 0,97.Хотя экономический эффект в заявляемом устройстве не создается, технология его изготовления практически не усложняется. При использовании силового транзисторного ключа экономический эффект может быть достигнут за счет повышения КПД. Этот эффект можно будет оценить после изготовления опытного образца и использования в конкретной аппаратуре.Формула изобретенияСиловой транзисторный ключ, содержащий два МДП-транзистора с индуцированным п-каналом, блок защиты, два резистора, первый иэ которых является нагрузочным, и датчик тока, выходные выводы которого подключены к соответствующим управляющим выводам блока защиты, первый входной вывод которого подключен к затворам обоих МДП-транзисторов и первому выводу второгорезистора, второй вывод которого подключен1823136 Составитель В,СоловьевТехред М.Моргентал Корректор Е,Папп Редактор Заказ 2186 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 к клемме входного напряжения и стоку первого МДП-транзистора. а первый вывод первого резистора подключен к общей шине и второму входному выводу блока защиты. о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, сток второго МДП-транзистора подключен к клемме входного напряжения, а его исток и подложка подключены к первому входному выводу датчика тока, второй входной вывод которого подключен к подложке первого МДП-транзистора, исток которого 5 подключен к второму выводу первого резистора.